Atg7-Verlust führt zu stärkerer Leberschädigung mit Hepatomegalie, Hypertrophie,

Eine akute Leberschädigung kann folgenlos ausheilen, aber neben einer Defektheilung auch in eine chronische Hepatitis übergehen. Anhaltende chronische Leberschädigung fördert wiederum die Entstehung von HCCs wie im Fah-Modell bereits gezeigt (Buitrago Molina et al.

2013). Auch Atg7-defiziente Tiere entwickeln ab einem Alter von sieben Monaten Tumore.

Dabei handelt es sich im Gegensatz zum Fah-Modell aber um gutartige Adenome der Leber (Inami et al. 2011). Im vorherigen Kapitel (vgl. 3.2.3) konnte gezeigt werden, dass es zwischen dem Zeitpunkt der frühen (vier Wochen) und späten chronischen Schädigung (fünf Monate) HCCs manifestieren. Daher wurden in den vorherigen Kapiteln untersuchten Parametern jeweils bei Atg7-Aktivität oder Atg7-Inaktivität im Fah-Modell nochmals gegeneinander verglichen, um Entwicklungen und Verläufe während der Leberschädigung aufzudecken.

Das Körpergewicht (Abbildung 3.8 A) der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäuse war zu jedem Zeitpunkt geringer als das der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tiere, wohingegen das Lebergewicht (Abbildung 3.8 B) immer signifikant erhöht war. Damit einhergehend war der Anteil des Lebergewichts am Körpergewicht (Abbildung 3.8C) der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäuse zu jedem Zeitpunkt signifikant höher als bei den Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tieren. Während der Quotient bei akuter (18.66 % ± 1.823) und früher chronischer Schädigung (20.37 % ± 1.604) circa 20% beträgt, war er nach fünf Monaten chronischer Schädigung (33.10 % ± 2.214) um über 10% auf 30%

angestiegen. Es kam also im Verlauf der chronischen Leberschädigung zu einer starken Zunahme der ohnehin schon bestehenden Hepatomegalie bei den Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+

Mäusen, während sich das Lebergewicht bezogen auf das Körpergewicht bei den Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tieren nicht wesentlich veränderte. Die makroskopischen Lebern (Abbildung 3.8 F) der 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäuse waren bei der akuten und späten chronischen Schädigung auffällig. So zeigten sich während der akuten Schädigung vermehrt fibrotische Bereiche. Zum Zeitpunkt der späten chronischen Schädigung war die weiter oben beschriebene starke Hepatomegalie mit knotigen Veränderungen auch am bloßen Organ eindrücklich zu erkennen. Die 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ und 2,5% Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Mäuse sind zu jedem Zeitpunkt hypoglykämisch (Abbildung 3.8 D) gegenüber den 100% Fah -/-Mäusen mit den höchsten Werten während der frühen chronischen Schädigung. Die Serum-Triglyceride (Abbildung 3.8 E) der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tiere verhielten sich zu allen

untersuchten Zeitpunkten konstant. Bei den Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Proben konnte eine Steigerung von akuter bis hin zur späten chronischen Schädigung erkannt werden.

Die Lebermorphologie in der HE-Färbung (Abbildung 3.8 F) war zu allen Schädigungszeitpunkten in den Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäusen dysmorpher mit einhergehender Hepatomegalie, Steatose und extrahepatischen Zellinfiltration verglichen mit den Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Mäusen. Diese Entwicklung nimmt im Vergleich zwischen akuter und chronischer Schädigung bzw. im Verlauf der chronischen Schädigung zu. Es bestand zudem immer eine vermehrte Fibroseneigung (Abbildung 3.8 F, G) in den Lebern der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Tiere im Vergleich zu den Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Proben. Während der Fibrosegrad in den Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Proben nur leicht schwankt, kommt es zu einer Zunahme von akuter über frühe chronische bis zur späten chronischen Schädigung bei den Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tieren. Die Hepatozyten der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäuse waren zu jedem untersuchten Zeitpunkt größer als die der Fah^-/- Atg7^f/f Alb.Cre- Tiere und blieb dabei auch konstant (Abbildung 3.8 F, H). Die Hepatozyten der Fah^-/- Atg7^f/f Alb.Cre- Lebern nahmen im Verlauf der chronischen Schädigung an Volumen zu. Darüber hinaus waren auch die AST-Werte als Marker der starken Leberschädigung in den Proben der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Tiere verglichen mit den Ergebnissen der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tiere zu jedem Zeitpunkt stark erhöht (Abbildung 3.8 I). Im Serum von Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ Mäusen fand sich zudem zu jedem Schädigungszeitpunkt vermehrt Bilirubin als Zeichen der Cholestase (Abbildung 3.8 J). Im Verlauf der chronischen Leberschädigung nahm die Cholestase in den 2,5% Fah -/-Atg7^f/fAlb.Cre+ Tieren zu. Der Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Genotyp hatte bei akuter Schädigung die höchsten Werte, im Verlauf der chronischen Schädigung veränderten sich die Werte hingegen nicht signifikant.

Von der akuten zur chronischen Schädigung bis hin zur HCC-Entstehung entwickelt sich eine progriente Hepatomegalie mit zunehmenden Dysmorphien der Leberarchitektur. Die Leberschädigung mit begleitender Fibrose und Cholestase ist bei Atg7-Defizienz im Fah-Modell zu jedem Zeitpunkt stärker manifest als bei intaktem Atg7.

Abbildung 3.8 Zusammenfassung: Physische Parameter, Leberhistologie und Serumparameter Bei Atg7-Defizienz kam es bei akuter und chronischer Leberschädigung zu Hepatomegalie, Dysmorphien, Fibrose und Hepatozytenhypertrophie. Dies waren Anzeichen einer stärkeren Leberschädigung bei Atg7-Defizienz, was sich ebenfalls in den erhöhten AST-Serumwerten und der starken Cholestase widerspiegelte. Die systemischen Auswirkungen auf Glucose- und Triglyceridstoffwechsel waren auf das Fah-Modell zurückzuführen. Darstellung der Mittelwerte mit Standardabweichung (Konfidenzintervall 95%) der physischen Parameter, der Leberhistologie und der Serumparameter von Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+ und Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre- Tieren zu den drei Schädigungszeitpunkten: Akute Schädigung mit 0% NTBC über 14 Tage und frühe/späte chronische Schädigung mit 2,5% NTBC über vier Wochen/ fünf Monate. A) Darstellung des Körpergewichts (KG) der Mäuse. B) Darstellung des Lebergewichts (LG) der Mäuse. C) Darstellung des LG/KG-Quotienten der Mäuse. D) Serum-Glucose der Mäuse. E) Serum-Triglyceride (TG) der Mäuse. F) Repräsentative makroskopische und histologische Bilder mittels HE-, Sirius-Rot- und β-Catenin-Färbung. G) Quantifizierung der intrahepatischen Kollagenmenge mittels Hydroxyprolin-Messung. H) Quantifizierung der Hepatozytgröße mittels β-Catenin-Färbung. I) Serum-AST

(Aspartat-Aminotransferase) der Mäuse. J) Serum-Bilirubin der Mäuse. n=5-6. *: p-Wert ≤ 0.05. FA+: Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre+. FA-: Fah^-/- Atg7^f/fAlb.Cre-. HP: Hydroxyprolin.

Referenzwerte von drei Monaten alten C57Bl/6J Mäusen: AST (194 ± 152 U/l), Bilirubin (0.484 ± 0.154 μmol/l), Glucose (8,12 ± 0,56 mmol/l) und Triglyceride (3,66 ± 1,77 mmol/l) (Zentrum für Genomdynamik und Isomorphie/Europhenome, 2016).

3.3 Atg7-abhängiger Einfluss auf Apoptose und