Untersuchung charakteristischer klinischer Parameter nach STZ Injektion

Für die Induktion der diabetischen Bedingungen in den Mäusen wurde das Low-Dose STZ Protokoll verwendet. Nach einer 2-monatigen Behandlungsdauer wurden als Erstes klinisch relevante Parameter, wie die Bestimmung der abgegebenen Urinmenge, die Messung des Blutglucose-Spiegels sowie die Bestimmung der Gewichtsveränderung untersucht, um die Induktion der Diabetes mellitus (DM) Erkrankung zu beurteilten.

5.6.1.1 Diabetische P-S7 kn Mäuse zeigten vergleichbare Symptome von DM

2 Monate nach der Behandlung von P-S7 kn und Smad7^flox/flox-Mäusen konnten keine äußeren Anzeichen krankheitsbedingter Veränderungen beobachtet werden.

Die Analyse des Blutglucose-Spiegels ergab, dass Vehikel-injizierte (Vh-) P-S7 kn und Smad7^flox/flox-Tiere jeweils vergleichbar niedrige Blutzucker-Spiegel aufwiesen (Vh-Smad7^flox/flox: 8,36 ± 1,30 mmol/L; Vh-P-S7 kn: 9,89 ± 1,46 mmol/L), die den physiologischen

Blutzucker-Werten im nicht-hungernden Zustand entsprachen (Abb. 40A). Demzufolge konnten die Tiere der Vh-Gruppe als nicht-diabetisch gewertet werden.

Die Blutglucose-Messung von STZ-injizierten (STZ-) Tieren ergab sowohl für STZ-P-S7 kn als auch STZ-Smad7^flox/flox-Tiere einen deutlichen Anstieg der Werte (Abb. 40A). Diese erwiesen sich im Vergleich zu den jeweiligen Vh-Kontrolltieren als hoch signifikant und bestätigten damit die Induktion von hyperglykämischen Bedingungen. STZ-Smad7^flox/flox-Tiere zeigten einen Blutglucose-Gehalt von 32,14 ± 0,33 mmol/L. Die Bestimmung des Blutzuckers von STZ-P-S7 kn Mäusen lieferte einen Wert von 30,23 ± 1,84 mmol/L. Tiere der Diabetes-Gruppen zeigten damit vergleichbare hyperglykämische Bedingungen, die keine statistisch relevanten Unterschiede der Diabetes-Tiere untereinander aufgezeigten.

Gewichtsverlust stellt ein weiteres klassisches Symptom einer DM Erkrankung dar. Vh-Kontrollmäuse zeigten nach 2-monatiger Behandlungsdauer eine Gewichtszunahme (Vh-Smad7^flox/flox: +2,37 ± 0,57 g; Vh-P-S7 kn: +1,94 ± 1,52 g) (Abb. 40B). Im Gegensatz dazu kam es bei STZ-Tieren zu einem Verlust an Körpergewicht (Abb. 40B). Im Schnitt verloren STZ-Smad7^flox/flox-Mäuse -1,33 ± 2,75 g und STZ-P-S7 kn Tiere -1,47 ± 2,49 g. Dabei erwies sich die Gewichtsänderung zwischen behandelten und unbehandelten P-S7 kn Mäusen als signifikant, während der Vergleich von diabetischen und nicht-diabetischen Smad7^flox/flox -Mäusen keine statistisch relevanten Gewichtsunterschiede ergab.

Abb. 40: Diabetische P-S7 kn und Smad7^flox/flox-Mäuse zeigten typische Symptome von DM.

(A) Messung des Blutglucose-Gehalts an nicht-hungernden Mäusen. (B) Bestimmung des Körpergewichts der Mäuse im Laufe der Experimentdauer. (C) Volumen-Bestimmung des abgegebenen Urins durch die 24-stündige Haltung der Mäuse in metabolischen Käfigen (D) Silber-gefärbtes Urin-Analysegel zur Detektion einer Proteinurie.

n≥3; Mittelwert ± SD; *: p<0,05;**: p<0,001.

Die Bestimmung des Urinvolumens verdeutlichte zusätzlich die Auswirkungen des induzierten DM. Während Vh-Tiere jeweils vergleichbare und im Normalbereich liegende Urinmengen innerhalb von 24 Stunden ausschieden (Vh-Smad7^flox/flox: 1,03 ± 0,06 ml/24h;

Vh-P-S7 kn: 1,14 ± 1,22 ml/24h), stieg das Urinvolumen der STZ-Mäuse signifikant um ein Vielfaches an (Abb. 40C). STZ-Smad7^flox/flox-Mäuse schieden durchschnittlich 4,37 ± 1,70 ml Urin pro 24 Stunden aus, während es bei STZ-P-S7 kn Tieren zu einem weiteren Anstieg der ausgeschiedenen Urinmenge kam (STZ-P-S7 kn: 5,39 ± 1,84 ml/24h).

Um den Urin auf ein verstärktes Ausscheiden von Proteinen hin zu untersuchen, wurden die Urinproben anhand von Urin-Analyse-Gelen betrachtet. Während der Urin von Vh-Smad7^flox/flox-Mäusen keine bis sehr schwache Albuminbanden bei 70 kDa lieferte, kam es in Vh-P-S7 kn Urinproben zum Teil zu einer Detektion einer leichten Albuminbande.

P-S7 kn und Smad7^flox/flox-Urinproben der STZ-Behandlungen lieferten stets eine detektierbare Albuminbande (Abb. 40D), die bei STZ-P-S7 kn Mäusen jeweils am stärksten ausfiel.

5.6.1.2 Diabetische P-TR2 kn Mäuse zeigten vergleichbare Symptome von DM

Die STZ-Behandlung der Tiere zeigte auch bei P-TR2 kn und TGF-β RII^flox/flox-Mäusen keine Beeinträchtigung im äußeren Erscheinungsbild oder des Verhaltens.

Die Messung der Blutglucose-Spiegel von Vh-Tieren lieferte sowohl bei P-TR2 kn als auch bei TGF-β RII^flox/flox-Mäusen physiologische Werte (Vh-P-TR2 kn: 12,96 ± 3,55 mmol/L;

Vh-TGF-β RII^flox/flox: 12,96 ± 3,55 mmol/L) (Abb. 41A). Eine hoch signifikante Hyperglykämie konnte im Vergleich zu Vh-Kontrollen in allen STZ-Tieren bewiesen werden. STZ-P-TR2 kn Mäuse zeigten eine deutliche Erhöhung des Blutglucose-Gehalts auf 22,33 ± 2,16 mmol/L.

Die entsprechenden STZ-TGF-β RII^flox/flox-Tiere lieferten eine Steigerung auf 24,15 ± 4,90 mmol/L (Abb. 41A). Der Vergleich der beiden STZ-Mausgruppen untereinander lieferte dabei keinen signifikanten Unterschied.

Die Bestimmung der Gewichtsveränderung im Verlauf des Experiments ergab bei den nicht-diabetischen Kontrollen ein Zunahme des Körpergewichts (Abb. 41B). Nach 2 Monaten zeigten Vh-TGF-β RII^flox/flox-Tiere eine Erhöhung des Gewichts um 2,56 ± 0,63 g, während Vh-P-TR2 kn Mäuse 3,00 ± 0,99 g an Körpermasse zunahmen. Beim Wiegen der STZ- P-TR2 kn und STZ-TGF-β RII^flox/flox-Tiere wurde zwar kein Verlust an Körpergewicht gemessen, dennoch kam es zu einem deutlich reduzierten Anstieg der Körpermasse (Abb. 41B). STZ-P-TR2 kn Mäuse nahmen im Durchschnitt nur um 1,11 ± 0,38 g zu, bei STZ-TGF-β RII^flox/flox-Tieren stieg das Gewicht nur um 1,09 ± 0,55 g. Die

Gewichts-veränderung erwies sich dabei im Vergleich zu den entsprechenden Vh-Kontrollen als signifikant.

Die Urinvolumina lagen bei Vh-P-TR2 kn und Vh-TGF-β RII^flox/flox-Mäusen im Normalbereich und ergaben untereinander verglichen keine Unterschiede (Vh-P-TR2 kn: 0,95 ± 0,17 ml/24h, Vh-TGF-β RII^flox/flox:0,97 ± 0,29 ml/24h) (Abb. 41C). Im Gegensatz dazu, führte die STZ-Gabe sowohl in P-TR2 kn als auch in TGF-β RII^flox/flox-Mäusen zu einer extremen Erhöhung der ausgeschiedenen Urinvolumina, die sich, verglichen mit den jeweiligen Vh-Kontrollen, als signifikant erwiesen (Abb. 41C). Die Urinmengen lagen bei STZ-P-TR2 kn Mäusen bei 3,68 ± 1,77 ml/24h und entsprachen dem durchschnittlichen Volumen der STZ-TGF-β RII^flox/flox-Tiere von 3,67 ± 1,21 ml/24h.

Abb. 41: Diabetische P-TR2 kn und TGF-β RII^flox/flox-Mäuse zeigten typische Symptome von DM.

(A) Messung des Blutglucose-Gehalts an nicht-hungernden Mäusen. (B) Bestimmung des Körpergewichts der Mäuse im Laufe der Experimentdauer. (C) Volumen-Bestimmung des abgegebenen Urins durch die 24-stündige Haltung der Mäuse in metabolischen Käfigen (D) Silber-gefärbtes Urin-Analysegel zur Detektion einer Proteinurie.

n≥3; Mittelwert ± SD; *: p<0,05;**: p<0,001.

Die Betrachtung der ausgeschiedenen Proteine ergab auch in dieser Mauslinie nach der Behandlung mit STZ eine deutliche Albuminbande auf der Höhe von 70kDa, was eine beginnende Proteinurie anzeigte. Der Vergleich zwischen STZ-P-TR2 kn und STZ- TGF-β RII^flox/flox-Mäusen zeigte jedoch keinen Unterschied zwischen diesen Mäusen (Abb. 41D).

Die Ergebnisse der charakteristischen klinischen Daten deuteten insgesamt darauf hin, dass es bei dem Diabetes-Experiment in beiden untersuchten Mauslinien nach der Injektion von

STZ zu einer Induktion von hyperglykämischen Bedingungen innerhalb der behandelten Versuchsgruppen kam, während die physiologischen Bedingungen in den jeweiligen Kontrollgruppen erhalten blieben.