Der Einfluss von Endoglin auf die Fibrose, sowie die Inflammation und Regeneration in der Leber

Sterzer, Viktor; Schirawski, Jan; Ludwig, Andreas

doi:10.18154/RWTH-2017-09397

Der Einfluss von Endoglin auf die Fibrose, sowie die Inflammation und Regeneration in der Leber = The Impact of Endoglin on Fibrosis, as well as Inflammation and Regeneration in the Liver

Sterzer, Viktor^RWTH*

2017

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Diplom-Ingenieur Viktor Sterzer

ImpressumAachen 2017

Umfang1 Online-Ressource (153 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2017

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Schirawski, Jan (Thesis advisor) ; Ludwig, Andreas (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2017-10-16

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2017-09397
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/707735/files/707735.pdf
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/707735/files/707735.pdf?subformat=pdfa

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Endoglin (frei) ; LSECs (frei) ; Liver Fibrosis (frei) ; Liver sinusoidal endothelial Cells (frei) ; NASH (frei) ; TGF-beta (frei) ; non alcoholic Steatohepatitis (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 570

Kurzfassung
Im Rahmen dieser Arbeit sollte der Einfluss von Endoglin (Eng), einem Transforming Growth Factor beta (TGF-β) Ko-Rezeptor auf sinusoidalen Leberendothelzellen (LSECs) auf die Entwicklung der Leberfibrose in Mäusen untersucht werden. Zusätzlich wurde die Rolle von Endoglin bei der Leberregeneration und -inflammation in Mäusen untersucht. Darüber hinaus sollte die Bedeutung von Endoglin im Rahmen einer nicht alkoholischen Steatohepatitis (NASH), sowie nicht alkoholischen Felltebererkrankung (NAFLD) verbunden mit einem hepatozellulären Karzinom (HCC) in humanen Leberbiopsien beleuchtet werden.Methoden: Für die Fibroseexperimente wurden Mäusen mit einem LSEC spezifischen Eng Knockout Injektionen von Tetrachlorkohlenstoff (CCl4) verabreicht oder eine Gallengangsligatur (BDL) durchgeführt. Bei den Leberregenerations- und -inflammationsexperimenten kamen Mäuse mit einem ubiquitären Eng Knockout zum Einsatz. Die Leberregeneration wurde mittels eines 2/3 partielle Hepatektomie Modells (p. H.) untersucht, während die 1/3 hepatische Ischämie-Reperfusion (I-R) als Inflammationsmodell zum Einsatz kam. Ergebnisse: Es konnte kein Unterschied im Fibrosegrad zwischen Knockout und Kontrolltieren im CCl4 bzw. BDL Modell festgestellt werden. Das p. H. Modell ergab keinen Unterschied im Verhältnis von Leber- zu Körpergewicht. Allerdings wurde ein Trend zu einer höheren Proliferation und eine geringere Triglyzeridkonzentration sowie eine signifikant geringere Genexpression der Fetttransportproteine Fatp5 und Fabp1 in den Knockout Tieren festgestellt. Im I-R Modell konnten geringe Unterschiede bei der Leukozyteninfiltration, jedoch keine Unterschiede bei der Expression inflammatorischer Marker festgestellt werden. Die Analyse humaner Leberbiopsien ergab eine signifikant erhöhte Expression der Gene ENG, SERPINE-1 und ID1 in NASH Patienten. In der NAFLD/HCC Gruppe konnte eine signifikante Korrelation zwischen der Genexpression von Eng und den Genen IFNG, TNF, CXCL16, TGFB, COL1A1, TIMP, GLI2, CD74, CXCR4 und IL4 festgestellt werden. Es wurde keine Korrelation zwischen Eng und dem Steatosegrad in klinisch unauffälligen Personen festgestellt.Schlussfolgerung: Auf LSECs exprimiertes Endoglin hat weder einen Einfluss auf die Fibroseentwicklung in einem CCl4 bzw. BDL Modell in Mäusen, noch beeinflusst ein ubiquitärer Endoglin Knockout die hepatische Inflammation bzw. Leukozyteninfiltration in einem I-R Modell. Auch die Steatose in Menschen korreliert nicht mit der Expression von Endoglin. Allerdings könnte Endoglin in die Zellproliferation bzw. den Fetttransport in der Leber involviert sein, wie die Ergebnisse des p. H. Modells nahe legen. Ergebnisse der Genexpressionsanalysen humaner Leberbiopsien lassen vermuten, dass Endoglin in die Entwicklung der NASH bzw. HCC involviert sein könnte. Um die genaue Rolle von Endoglin in den erwähnten Zusammenhängen aufzuklären, bedarf es allerdings weiterer Untersuchungen.

The aim of this thesis was to investigate the impact of endoglin (Eng), an auxiliary transforming growth factor beta (TGF-β) receptor on liver sinusoidal endothelial cells (LSECs) on the liver fibrosis development. Additionally the impact of endoglin on liver regeneration and -inflammation in mice was investigated. Furthermore the role of endoglin in the setting of nonalcoholic steatohepatitis (NASH) as well as a nonalcoholic fat liver disease (NAFLD) combined with an hepatocellular carcinoma (HCC) in human liver biopsies should be elucidated. Methods: In the fibrosis models Mice with an LSEC specific Eng knockout were injected with carbon tetrachloride (CCl4) or a bile duct ligation (BDL) was performed. In the liver regeneration and -Inflammation experiments mice with an ubiquitary Eng knockout were used. The liver regeneration was investigated with a 2/3 partial hepatectomy model (p. H.), while the 1/3 ischemia-Reperfusion (I-R) technique was used as a model for inflammation.Results: No differences could be observed in the fibrosis grade between knockout and control animals in the CCl4 as well as in the BDL model. Furthermore no differences in the liver to bodyweight ratio in the p. H. model were detectable. However, a trend to a higher proliferation and a reduced triglyceride concentration as well as a significant downregulation in the expression of the fat transport proteins Fatp5 and Fabp1in the knockout animals could be detected. In the I-R model slight differences in the leukocyte infiltration but no differences in the expression of inflammatory markers could be observed. The analysis of the human liver biopsies revealed a significant upregulation in the gene expression of ENG, SERPINE-1 and ID1 in NASH patients.In the NAFLD/HCC group a significant correlation between the expression of Eng and the genes IFNG, TNF, CXCL16, TGFB, COL1A1, TIMP, GLI2, CD74, CXCR4 and IL4 could be detected. There was no correlation between Eng and the degree of steatosis in clinically inconspicuous individuals.Conclusion: LSEC specific expression of endoglin has neither an impact on the fibrosis development in a CCl4 or BDL model respectively, nor has an ubiquitary endoglin knockout an influence on the hepatic inflammation or leukocyte infiltration in an I-R model. Hepatic steatosis in humans does not correlate with the endoglin expression, however endoglin could be involved in the cell proliferation and fat transport processes according to the results obtained in the p. H. experiments. The results of the human liver biopsy gene expression analysis allow the suggestion that endoglin could be involved in the development of NASH as well as HCC. To fully unravel the role of endoglin in these contexts further investigations are needed.

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