Einzelzellbasierte Multiplexanalyse identifiziert distinkte Seneszenzmuster und zelluläre Interaktionen in Mausmodellen von MASLD und MetALD

Einleitung: Hepatozelluläre Seneszenz, ein durch Zellschädigung ausgelöster Zellzyklusarrest, manifestiert sich bei der metabolischen Dysfunktions-assoziierten steatotischen Lebererkrankung (MASLD) und der metabolisch-alkoholbedingten Lebererkrankung (MetALD) in unterschiedlicher Ausprägung und Verteilung im Lebergewebe, was die Interaktion mit umgebenden Zellen beeinflusst.

Ziele: Ziel dieser Studie ist es, seneszenz-assoziierte Zellmuster bei steatotischer Lebererkrankung (SLD) im Mausmodell zu charakterisieren und deren Rolle im Krankheitsfortschritt zu untersuchen.

Methodik: Für die Leberschadensmodelle wurden C57BL6/J-Mäuse eingesetzt. MASLD wurde durch eine cholin-defiziente, L-Aminosäure-definierte, fettreiche Diät (CDAHFD, 8/12 Wochen) oder durch eine „Western Diet“ (WD, 7/16 Wochen) induziert. MetALD wurde durch WD plus 10% Ethanol im Trinkwasser über 4 Wochen und einen Ethanol-Binge vor der Euthanasierung induziert. Lebergewebe wurden mittels Multiplex-Immunfluoreszenz (mIF) gefärbt und anschließend mit CellProfiler und MATLAB/CytoMAP auf Einzelzellebene analysiert.

Ergebnis: MASLD-Modelle zeigten variable Steatose- und Entzündungsgrade sowie vermehrte Seneszenz (erhöhte SA-β-Galaktosidase, p53, p21; reduzierte Lamin B1, phosphoryliertes Retinoblastom), wobei CDAHFD stärkere Effekte als WD erzielte. Einzelzellanalysen zeigten, dass DNA-Schäden und Seneszenz spezifisch in Hepatozyten auftraten (WD: p21 p<0,002; γ-H2A.X p<0,04; CDAHFD: p21 p<0,02; γ-H2A.X p<0,006). Seneszente Hepatozyten lagen vorwiegend in peribiliären Zonen vor, während DNA-geschädigte (γ-H2A.X⁺) und proliferierende Hepatozyten überwiegend im Parenchym vorkamen. γ-H2A.X⁺Hepatozyten im Parenchym waren häufig von proliferativen Zellen umgeben, was auf eine Förderung der Zellproliferation hinweist. Im Gegensatz dazu war im MetALD-Modell eine signifikante hepatozelluläre Seneszenz (p<0,02) trotz fehlender signifikanter DNA-Schäden nachweisbar. Hier waren seneszente Hepatozyten vorwiegend in perivenösen Regionen lokalisiert, umgeben von proliferativen Zellen, was auf eine alkoholbedingte Verschiebung der Zellverteilung schließen lässt ([Abb. 1] [2] [3]).

Abb. 1  

Abb. 2  

Abb. 3  

Schlussfolgerung: Hepatische Seneszenz tritt ubiquitär bei MASLD (WD und CDAHFD) und MetALD auf. Die unterschiedlichen Verteilungsmuster von Seneszenz, DNA-Schäden und Proliferation zeigen die komplexe Progression von SLD, vertiefen das Verständnis der Krankheitsmechanismen und identifizieren neue zonenspezifische therapeutische Ziele.

Präsentiert in der Sitzung: MASLD 2025

Freitag, 19. September 2025, 08:30 – 10:00, Saal 1

 

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Publication History

Article published online:
04 September 2025