Quantitative Bildgebung der Niere im ApoE-/-/LDL-/--Doppel-Knockout Maus-Modell mittels Mikro- und Nano-Computertomographie

Abstract

Die ApoE-/-/LDL-/--Doppel-Knockout Mäuse weisen bedeutende strukturelle Ähnlichkeiten zur humanen Atherosklerose auf. Ziel der Studie war es, die renalen Gefäße mittels hochauflösendem Mikro- und Nano-CT im Tiermodell der ApoE-/-/LDL-/--Doppel-Knockout Maus zu quantifizieren.Die Nieren der 80 Wochen alten ApoE-/-/LDL-/--Doppel-Knockout Mäuse und der Kontrolltiere wurden mittels Microfil perfundiert und anschließend im Mikro- und Nano-CT (12 µm3 . 900 nm3 Voxelgröße) untersucht. Anhand der Mikro-CT Datensätze wurde das intrarenale Gefäßvolumen bestimmt. Nach histologischer Aufarbeitung der Proben wurden zudem Anzahl, Durchmesser und Fläche der Glomeruli ermittelt. Die Quantifizierung des renalen Gefäßbaums ergab eine signifikante Verminderung des Gefäßvolumens (p < 0.001). Die A. renalis wies fortgeschrittene atherosklerotische Plaques mit adventitieller Neovaskularisation auf. Zudem zeigten die ApoE-/-/LDL-/--Doppel-Knockout Mäuse eine perivaskuläre Inflammation. Die Gesamtanzahl der Glomeruli pro Schnittfläche nahm deutlich zu mit einem Anteil von 41% pathologisch veränderten Glomeruli. Durchmesser und Fläche der Glomeruli waren vergrößert. Nach immunhistochemischer Färbung zeigten sich außerdem kapilläre Aneurysmen gefüllt mit Faktor VIII enthaltenden Lipoprotein-Emboli in den Glomeruli.Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die systemische Atherosklerose der ApoE-/-/LDL-/--Doppel-Knockout Mäuse mit strukturellen Veränderungen der Glomeruli und einer Verminderung des intrarenalen Gefäßvolumens einhergeht, was mittels hochauflösendem Mikro- und Nano-CT quantifiziert werden kann. The apoE-/-/LDL-/--double-knockout mice are bearing considerable structural homology to human atherosclerosis. We hypothesized, that advanced atherosclerotic lesions in the renal artery are associated with kidney alterations in this animal model. The present study was designed to test the potential for quantitative imaging the renal vasculature as a marker of kidney function using high-resolution micro- and nano-CT. Kidneys from apoE-/-/LDL-/--double-knockout mice at the age of 80 weeks and control animals were infused with Microfil, harvested and scanned with micro- and nano-CT (12 µm3 and 900 nm3 voxel size). The total vascular volume was quantitated using micro-CT. After histological work-up of the samples number, diameter and cross-sectional area were measured.The quantification of the renal vasculature revealed a significant decrease of the total vascular volume (p < 0.001). The renal artery showed advanced atherosclerotic plaques with adventitial neovascularization. Moreover, a perivascular inflammation was present in kidneys of apoE-/-/LDL-/--double-knockout mice. The total number of glomeruli per cross-section strikingly increased, whereas 41% of them showed pathological alterations. Glomeruli cross-sectional area and diameter were enlarged. Furthermore, immunohistochemistry demonstrated capillary aneurysms of the glomeruli filled with factor 8 containing emboli. Our study shows that systemic atherosclerosis in apoE-/-/LDL-/--double-knockout mice is associated with glomeruli alterations and reduced intra-renal total vascular volume, which can be quantitated by using high-resolution micro- and nano-CT.