Effekte eines Kallikrein-8-Knockdowns auf die mikrogliale Neuroprotektion und Zytotoxizität in einem transgenen Mausmodell der Alzheimer-Krankheit
In einer vorherigen Arbeit unseres Instituts konnte gezeigt werden, dass eine temporäre Antikörper‑vermittelte Reduktion der Serinprotease Kallikrein-8 (KLK8), die im Rahmen der Alzheimer-Krankheit übermäßig im Gehirn der Erkrankten exprimiert wird, zu zahlreichen Verbesserungen der Alzheimer-Pathologie führte. In dieser Arbeit wurde nun der Effekt einer permanenten, Knockdown-vermittelten Kallikrein-8-Reduktion auf die mikrogliale Neuroprotektion und Zytotoxizität in einem transgenen CRND8 Mausmodell untersucht. Dabei erfolgte der Vergleich zwischen transgenen Mäusen mit und ohne Kallikrein-8-Knockdown und Wildtypmäusen mit und ohne Kallikrein-8-Knockdown in beiden Geschlechtern.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Anzahl Plaque-assoziierter Mikroglia im Neokortex, Hippokampus und den Basalganglien stereologisch quantifiziert. Außerdem wurden die neokortikalen Proteinspiegel von Triggering Receptor Expressed in Myeloid Cells 2 (TREM2) und Tumornekrosefaktor-α (TNF‑α) mittels Western Blot bestimmt.
Wir konnten dabei zeigen, dass ein Kallikrein-8-Knockdown die mikrogliale Funktion verbessert, indem es die Anzahl Plaque-assoziierter Mikroglia im Hippokampus und den Basalganglien erhöht. Darüber hinaus führt der Kallikrein-8-Knockdown zur Anhebung der neokortikalen TREM2-Proteinspiegel in transgenen Tieren auf das Niveau gesunder Wildtypmäuse. Ein signifikanter Effekt auf die neokortikalen TNF-α-Proteinspiegel konnte ebenso wie geschlechterspezifische Unterschiede allerdings nicht beobachtet werden.
Mit dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die in der Alzheimer Krankheit pathologisch erhöhten Kallikrein-8-Proteinspiegel eine wichtige Rolle in der Pathogenese der Alzheimer Krankheit einnehmen. Somit bietet sich Kallikrein-8 durch die vielfältigen Effekte als vielversprechendes Zielprotein für zukünftige Diagnostik und Therapien an und sollte im Hinblick darauf weiter mittels klinischer Studien evaluiert werden.
Previous work from our laboratory has shown, that a temporary antibody-mediated reduction of the serine-protease Kallikrein-8 (KLK8), which is overexpressed in the human and transgenic murine brain affected by Alzheimer´s disease (AD), leads to amelioration of multiple features of AD including microglial dysfunction. In this work the effects of a permanent knockdown-mediated reduction of Kallikrein-8 on the microglial neuroprotection and cytotoxicity in a transgenic CRND8 mouse model was further examined. We therefore compared transgenic mice with and without Kallikrein‑8‑knockdown and wildtype mice with and without KLK8-knockdown of both sexes.
This was achieved through stereological quantification of plaque-associated microglia in the neocortex, hippocampus, and basal ganglia. Furthermore, the neocortical protein levels of Triggering Receptor Expressed on Myeloid Cells 2 (TREM2) and Tumor Necrosis Factor alpha (TNF-α) were measured by using Western blot.
In this work we were able to demonstrate, that the knockdown of Kallikrein-8 improves the microglial function in AD by increasing the number of plaque-associated microglia in the hippocampus and basal ganglia. In addition, the Kallikrein-8-knockdown leads to a rise of the neocortical TREM2 protein levels in AD affected mice to that of healthy wildtype mice. A significant effect on the neocortical TNF-α levels could not be observed.
In this work we showed that the pathologically high Kallikrein-8 protein levels play a significant role in the pathogenesis of Alzheimer´s disease. Thereby Kallikrein-8 presents itself as a promising diagnostical and therapeutical target, which should be further examined through clinical studies.