Bedeutung von Pkd1l1 in der Epithelzellarchitektur und Entzündungsregulation der Cholangiozyten in der Pathogenese der biliären Atresie

Einleitung: Die Biliäre Atresie (BA) ist die häufigste Ursache für Lebertransplantationen bei Säuglingen, aber ihre Ätiopathologie ist nicht vollständig geklärt. In einer landesweiten Genomstudie wurden Mutationen in PKD1L1 als ein Kandidatengen für die Entstehung der BA identifiziert. Die leberspezifische Deletion von Pkd1l1 bei Mäusen führt zu einer Leberpathologie, die den bei BA beobachteten Veränderungen entspricht, aber es ist unbekannt, wie sich Pkd1l1-defizienten Cholangiozyten von Wildtypzellen unterscheiden.

Ziele: Ziel dieser Studie war es, die Rolle von Pkd1l1 in der Zellhomöostase anhand von isolierten biliären Epithelzellen (BECs) und intrahepatischen biliären Organoiden (ICOs) zu klären.

Methodik: Intrahepatische BECs wurden aus 6-8 Wochen alten männlichen Pkd1l1Fl/Fl (Kontrolle) und Pkd1l1-defizienten (KO) Mäusen durch fluoreszenzaktiviertes Cell-Sorting isoliert. Diese wurden zur Erzeugung von ICOs in 3-D-Kulturen genutzt. Die Zellen wurden mit DMSO, CDCA (Chenodeoxycholsäure, 100µM) und Lipopolysacchariden (LPS, 100 IU/ml) 1 bis 24 Stunden lang inkubiert. Die Organoide wurden mit Hilfe von Lichtmikroskopie dargestellt. BECs und Organoide wurden durch RT-qPCR, ELISA und Immunfluoreszenz (IF) charakterisiert.

Ergebnis: Von KO-Mäusen stammende ICOs waren im Vergleich zur Kontrolle signifikant kleiner (durchschnittliche Größe 60204 µm2 gegenüber 2912 µm2, 20-fache Abnahme; p<0,0001). Die Tight Junctions, die durch IF von Markern wie beta-Catenin angezeigt werden, waren in KO-Zellen im Vergleich zu Kontrollzellen in beiden Systemen desorganisiert. Nach einer Provokation mit CDCA und LPS zur Induktion eines reaktiven Cholangiozytenphänotyps zeigten die ICOs eine erhöhte mRNA- und Protein-Level mehrerer proinflammatorischer Zytokine in KO-Zellen im Vergleich zu Kontrollzellen (z. B. Ccl5 und Cxcl2 mit einer 5- bzw. 4-fach höheren Expression in KO-Zellen im Vergleich zu Kontrollzellen).

Schlussfolgerungen: Unsere Studien zeigen, dass Pkd1l1 für die Aufrechterhaltung der normalen epithelialen tight-junction Struktur von BECs und die Regulierung der Entzündungsreaktion essentiell ist. Der reaktive duktuläre Phänotyp der KO-Zellen spiegelt Merkmale menschlicher BA-Lebern wider. Diese Ergebnisse unterstreichen die Relevanz des Pkd1l1 KO Mausmodell für BA als ein wertvolles Instrument zur Bewertung möglicher Therapien für diese verheerende Krankheit.

Publication History

Article published online:
04 September 2025