The role of pericytes in metabolic diseases

Abstract

Tip-1 diyabet (T1DM), tip-2 diyabet ve hipertansiyon, kognitif bozukluk ve demansın başta gelen önlenebilir nedenleridir. Bu hastalarda bilişsel bozukluk ve anksiyete bozuklukları serebral mikrodolaşım ve perisitlerdeki değişiklikler nedeniyle olabilir. Bu çalışmada üç farklı hayvan modeli kullandık: hipertansiyon için spontan hipertansif sıçanlar (SHR'ler), T1DM indüklemek için Streptozotocin, prediyabeti taklit etmek için HFHS diyet. Bilişsel bozulmaları anksiyete benzeri davranışları ölçmek için açık alan testi, mekansal çalışma belleğini ölçmek için Y-labirenti spontan alternasyon testi ve görsel tanıma hafızasını ölçmek için yeni nesne tanıma testi ile değerlendirdik. Mikrodolaşımı 3 boyutlu görselleştirmek için 3DISCO yöntemini kullandık. Endotel ve perisitlerdeki değişiklikleri değerlendirmek için immünofloresan işaretlemeler kullandık. Diğer dokularda fibrozisin ana fibrotik unsuru olduğundan, damar duvarlarında kolajen-1 birikimini ölçtük. SHR'ler ve HFHS diyetle beslenen hayvanlar, kontrol gruplarına göre daha az anskiyete sergiledi. SHR'lerin mekansal çalışma bellek performanslarında azalma gözlemlendi. T1DM hayvan grubu, bilişsel düşüş belirtisi göstermedi. HFHS diyeti, hipokampus ve parietotemporal kortekste endotel proliferasyonunu indükledi. Ancak, T1DM grubunda parietotemporal kortekste izolektin pozitif alanda belirgin bir düşüş varken bu değişiklik hipokampusta gözlemlenmedi. Hipertansiyon grubunda parietotemporal kortekste izolektin pozitif alanda anlamlı bir değişiklik gözlemlenmezken, hipokampusta 23'üncü haftada bir azalma, 31'inci haftada bir artış ve 27'inci haftada herhangi bir değişiklik olmadığı gözlendi. HFHS ile beslenen grupta mikrovasküler sertliği düşündüren kollajen-1 yoğunluğu artışı gözlendi.

Type-1 diabetes (T1DM), type-2 diabetes and hypertension are leading preventable causes of cognitive impairment and dementia. We hypothesized that cognitive impairment and anxiety disorders seen in these patients are because of the changes in cerebral microcirculation and pericytes. In this study, we used three different animal models: HFHS diet to mimic prediabetes, Streptozotocin to induce T1DM and spontaneously hypertensive rats (SHRs) for hypertension. We evaluated the cognitive outcomes by various tests: open field test to measure anxiety-like behavior, Y-maze spontaneous alternation test to measure working spatial memory, and novel object recognition test to measure visual recognition memory. We used 3DISCO method to visualize microcirculation in 3D. We used immunofluorescence staining to assess the changes in endothelia and pericytes. We measured accumulation of collagen-1 in vessel walls, as it is the main fibrotic element of fibrosis in other tissues. SHRs and HFHS diet fed animals exhibited less anxiety compared to their control groups. SHRs showed decreased working spatial memory performance. T1DM animal group showed no signs of cognitive decline. HFHS diet caused endothelial proliferation in hippocampus and parietotemporal cortex. However, isolectin positive area in T1DM group showed a significant decline in parietotemporal cortex and no changes at hippocampus. Hypertension group showed no significant changes in the isolectin positive area in parietotemporal cortex, while in the hippocampus there was a decrease in week 23, an increase in week 31 and no changes in week 27. There was a significant increase in HFHS fed group's average collagen-1 pixel intensity values, suggesting microvascular stiffness.