Inhaltszusammenfassung:
Der Plexus choroideus des Gehirns, welcher in die Ventrikel hineinragt, besteht aus spezialisierten Ependymzellen, Blutgefäßen und Stroma und ist mitverantwortlich für die Produktion des Liquors. Die spezialisierten Ependymzellen sind Teil der Blut-Liquor-Schranke und weisen einen epithelialen Charakter mit Polarität, Basallamina und Tight Junctions auf. Sie enthalten eine Vielzahl von Transport- und Schrankenproteinen, die in einem komplexen Zusammenspiel an der Liquorproduktion beteiligt sind. AQP1 wird apikal auf den Plexusepithelzellen exprimiert, AQP4 kommt basolateral auf den Ependymzellen, welche die Ventrikel auskleiden, sowie den Endfüßen von Astrozyten vor.
Ziel dieser Studie war es, verschiedene Wasserkanäle, Transportproteine und Rezeptoren auf dem Epithel des Plexus choroideus zu untersuchen, um so altersabhängige Veränderungen und deren mögliche Auswirkungen auf die Liquorproduktion aufzudecken. Die Analysen erfolgten mittels Immunhistochemie am konfokalen Laser-Scan-Mikroskop sowie auf molekularer Ebene mittels qPCR. Es wurden 8 Körperspender für die Immunhistochemie und 3 Körperspender für die qPCR verwendet. Um die Ergebnisse der Körperspender besser bezüglich des Alterungsprozess einordnen zu können, wurde ein Mausmodell mit Gehirnen von jungen (2 Monate), erwachsenen (12 Monate) und alten (30 Monate) Mäusen etabliert.
Wie bereits bekannt, ließ sich AQP1 apikal auf dem humanen Plexusepithel finden. Zusätzlich konnte jedoch basolateral die Expression von AQP4 in allen untersuchten Körperspendern nachgewiesen werden. Dieses Ergebnis konnte mittels qPCR bestätigt werden. NKCC1 zeigte ein identisches Muster wie AQP1, hier ließ sich keine Korrelation bezüglich AQP4 identifizieren. Na/K- ATPase dagegen zeigte einen Trend für eine inverse Korrelation mit AQP4. Des Weiteren ließen sich ACE2 und TMPRSS2, bekannt als Rezeptoren für den Eintritt von SARS-CoV2, sehr stark zytoplasmatisch in den Plexusepithelzellen feststellen. Außerdem konnten proliferierende Zellen post mortem im Epithel bei einigen Körperspendern nachgewiesen werden.
Bei der Maus konnte AQP1 ebenfalls in allen drei Alterskohorten apikal auf dem Plexusepithel nachgewiesen werden. AQP4-positive Zellen im Plexus choroideus konnten dagegen weder bei der alten noch bei der jungen Maus identifiziert werden. Jedoch ließ sich auf mRNA-Ebene eine Zunahme von AQP4 bei der alten im Vergleich zur jungen Maus zeigen.
Zusammenfassend konnten zahlreiche Veränderungen im Plexus choroideus gezeigt werden, die einen Zusammenhang mit dem Altern nahelegen. Insbesondere der Nachweis für AQP4 im humanen Plexus choroideus sowie altersabhängige Veränderungen von AQP4 auf mRNA-Ebene bei der Maus ziehen Konsequenzen für den Wasserfluss durch das Plexuspithel nach sich.
In früheren Studien konnte gezeigt werden, dass die Liquorproduktion im Alter abnimmt. Hieraus können sich somit zweit Hypothesen für unsere Ergebnisse ableiten. Zum einen könnte sich AQP4 als Kompensationsmechanismus darstellen: Hierbei wird AQP4 über einen molekularen Mechanismus basolateral in die Plexusepithelzellen eingebaut, um somit der nachlassenden Liquorproduktionen entgegen zu wirken und diese aufrecht zu erhalten. Zum anderen könnte AQP4 den Grund für den verminderten Liquorfluss darstellen: Hierbei wird AQP4 inkorrekterweise in das Plexusepithel eingebaut und führt über einen einwärts gerichteten Wasserfluss zu einer verlangsamten Liquorproduktion.
Um diese Hypothesen konkreter auszubauen, sollten weitere Untersuchungen an isoliertem Plexusgewebe oder isolierten Plexuszellen durchgeführt werden. Außerdem sollten weitere Experimente mit alterndem Plexusgewebe in Angriff genommen werden.
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