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Einfluss des Darmmikrobioms auf arterielle Thrombusbildung und Zelladhäsion im Ischämie-Reperfusionsmodell mesenterialer Venolen der Maus

Influence of gut microbiota on arterial thrombus formation and cell adhesion in mesenteric ischemia reperfusion injury model in the mouse

Wilms, Eivor


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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-123445
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2016/12344/

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Mikrobiota , keimfrei , Thrombusbildung , Zelladhäsion , Maus
Freie Schlagwörter (Englisch): microbiota , germfree , thrombus formation , cell adhesion , mouse
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Klinikum der Veterinärmedizin, Klinische Pathophysiologie und klinische Laboratoriumsdiagnostik
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 24.10.2016
Erstellungsjahr: 2016
Publikationsdatum: 14.11.2016
Kurzfassung auf Deutsch: Die Erkenntniss, dass die Besiedlung des Körpers mit einer Mikrobiota einen großen Einfluss auf die Entstehung und Weiterentwicklung von, immer häufiger auftretenden Krankheitsbildern wie Fettleibigkeit, Diabetes, Herz¬krei¬slaufer-krankungen und chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen nimmt, macht das keimfreie Mausmodell zu einem sehr nützlichen Instrument. Die Mikrobiota steht in direkter Wechselwirkung mit dem Immunsystem. Da das Immun¬system eng mit der Blutgerinnung verknüpft ist, wird in dieser Arbeit der Zusammenhang zwischen Bakterien und der Entstehung eines Thrombus an der Arteria carotis communis und der Rekrutierung von Entzündungszellen ans Endothel nach einer Ischämie-Reperfusionsverletzung am Mesenterium mittels Intravitalmikroskopie untersucht.
Mit dem Einsatz keimfreier Mausmodelle und der High-Speed-Fluoreszenz-Intravital¬mikroskopie wurde mit zwei in vivo Mausmodellen der Einfluss der Mikrobiota auf die Thrombusbildung im arteriellen System und die Adhäsion von Thrombozyten und Leukozyten in mesenterialen Venolen nach einer Ischämie-Reperfusionsverletzung in Echtzeit untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass es bei konventionell aufgezogenen (CONV-R) und ehemals keimfreien, mit einer komplexen Mikrobiota kolonisierten (CONV-D) Mäusen im Vergleich zu GF Mäusen zu einer schnelleren Thrombusbildung, ausgelöst durch eine FeCl3-Applikation, kam. Mit einem Ischämie-Reperfusionsverletzungsmodell wurde an den Gefäßen des Mesenteriums gezeigt, dass die Kolonisierung des Darmes mit Mikrobiota, ob von Geburt an über 14 Tage oder mit einem einzigen Bakterium (E.coli JP313), die Rekrutierung und Adhäsion von Leukozyten und Thrombozyten an das Endothel oder von Thrombozyten und Leukozyten mit-einander erhöht. Die Ischämie und die anschließende Reperfusion führte bei kolo-nisierten Mäusen zu einer stärkeren Rekrutierung von Leukozyten und Thrombozyten ans Endothel im Vergleich zu keimfreien Mäusen. Durchflusszytometrie¬messungen zeigten, dass die Expression von Adhäsions-rezeptoren auf Thrombozyten (P-Selektin) und Leukozyten (PSGL-1) bei kolo-nisierten (CONV-R) Mäusen erhöht war. Eine Regulation der Expression dieser Adhäsionsreszeptoren durch die Mikrobiota könnte die vermehrte Bindung von Zellen an das Endothel und die Verstärkung von Leukozyten-Thrombozyten-Inter¬aktion erklären. Da bei keimfreien Mäusen das angeborene Immunsystem beeinträchtigt ist, wurden in dieser Arbeit transgene Myd88- und Trif-defiziente Mäuse untersucht, um mit genetischen Mausmodellen die Rolle des angeborenen Immunsystems bei der Rekrutierung von Leukozyten und Thrombozyten an das Endothel zu ermitteln. Das Fehlen der MYD88 oder TRIF Adaptermoleküle der Toll-like Rezeptoren führte zu einer verminderten Leukozytenadhäsion und zu einer teilweise reduzierten Thrombozytenadhäsion. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass dem Umweltfaktor Mikrobiota eine funktionelle Bedeutung bei der Entstehung von Thrombosen in großen Gefäßen wie der Halsschlagader, aber auch beim Mesenterialinfarkt in der Mikrozirkulation zugesprochen werden kann. Das Vorhandensein einer intakten Mikroflora kann einerseits eine schnellere Immun-antwort, aber andererseits auch einen erhöhten Schaden des Gewebes durch Entzündungszellen bewirken.
Kurzfassung auf Englisch: The knowledge that microbiota influences genesis and progression of obesity, diabetes, cardiovascular disease and chronic inflammatory bowel disease and the increasing prevelance of the diseases make the GF mouse model a useful tool. Microbiotae are directly linked to the immune system. Its metabolites stimulate the immune system continuously. The innate immune system and plasmatic co-agulation have co-evolved. In this thesis the relation between microbiota and thrombus formation and the recruitment of inflammatory cells to the endotheliuem after an ischemia-reperfusion injury was evaluated.
With the use of germ free mice, combined with high-speed-fluorescence intravitalmicroscopy and in vivo mouse models, the influence of microbiota on thrombus formation in the Arteria carotis communis and the adhesion of leuko-cytes and platelets in mesenteric venules after an ischemia-reperfusion-injury were determined in real time. The results of this thesis showed that ferric chloride induced thrombus formation in conventionally raised (CONV-R) and mice (CONV-D) that were colonized with a complete ceacal microbiota, was accelerated compared with germfree mice (GF). By a mesenteric ischemia-reper-fusion-injury model it could be shown that adhesion of leukocytes and platelets was increased in CONV-R, CONV-D and mice colonized with the single bacterial strain E. coli JP313 compared with GF controls. With flowcytometry measurements the expression of platelet adhesion molecules, P-selectin, and leukocyte adhesion molecules, PSGL-1, was determined. Their expression was increased in CONV-R mice, which could explain the increased adhesion of platelets and leukocytes to the endothelium and to each other. These results indicate that GF mice showed to have an impaired immune system. Mice deficient of MYD88 and TRIF show a similar response to ischemia and following reperfusion as GF mice. The results of this thesis demonstrate a role for microbiota in the formation of an occlusive thrombus in a main arterial vessel. In addition, these results uncovered the envolvement of enteric microbiota in recruitment of proinflammatory cells in the mesenterial microvasculature.
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