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Das Translokatorprotein (TSPO) ist ein mitochondriales Membranprotein, das vorwiegend von nicht-neuronalen Zelltypen in der Netzhaut exprimiert wird. Die Behandlung mit TSPO-Liganden reduziert die läsionsinduzierte Aktivierung von Mikroglia und verbessert den Erhalt von Neuronen nach ischämischer Schädigung der Netzhaut. Der Mechanismus, über den diese TSPO-Liganden wirken, ist jedoch weitgehend unbekannt. Als eine primäre Funktion von TSPO wird der Transport von Cholesterin zur inneren Mitochondrienmembran als Ausgangsort der Steroidogenese diskutiert. Entsprechend könnten die beobachteten Behandlungseffekte durch eine gesteigerte Produktion neuroprotektiver Steroidhormonen vermittelt werden. Während sich ein Knockout von TSPO spezifisch in Mikroglia als vorteilhaft für die verletzte Netzhaut erwies, haben wir die Hypothese getestet, dass die zelltypspezifische Funktion und die neuroprotektive Wirkung von TSPO-Liganden hauptsächlich durch Müllerzellen vermittelt werden.

Um die Funktion von Müllerzell-spezifischen TSPOs im Zusammenhang mit transienter retinaler Ischämie zu untersuchen, haben wir eine Cre-vermittelte Rekombination zur konditionalen Inaktivierung von TSPOs (TSPO KO) verwendet. Wir untersuchten die Netzhautschädigung mittels Immunofluoreszenz und die Netzhautfunktion mittels ERG. Metabolische Veränderungen in TSPO KO wurden mittels JC-1 Assay, der zur Bestimmung des mitochondrialen Membranpotentials verwendet wird, und durch volumetrische Messungen von Müllerzellen als Reaktion auf Hypoosmolarität ermittelt. Ergänzend wurden Einzelzell-RNA-Sequenzierungen durchgeführt, um transkriptionelle Veränderungen nachzuweisen, und der Steroidhormongehalt in der Netzhaut gemessen.

Nach Ischämie beobachteten wir einen erhöhten Neuronenverlust in der TSPO KO Netzhaut und eine beeinträchtigte elektrische Reaktion der Netzhaut auf Licht. Zusätzlich verändern TSPO KO Müllerzellen ihre Physiologie: I) ihr mitochondriales Membranpotential ist unter homöostatischen Bedingungen weniger stresstolerant und II) sie können den hypoosmotischen Stress nach Ischämie nicht kompensieren. Die Transkriptomanalysen weisen auf Veränderungen hin, die mit einem erhöhten Fettsäurestoffwechsel und einer Stressreaktion einhergehen. Die Messungen der Steroidhormone im Retinagewebe deuten auf einen geringen Einfluss von TSPO auf deren lokale Synthese hin.

Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, dass das Müllerzell-TSPO ein kritischer Faktor ist, um deren Funktion, der Aufrechterhaltung der retinalen Homöostase, zu erfüllen, aber auch um funktionelle Veränderungen als Reaktion auf Schäden zu koordinieren. Darüber hinaus scheint der Verlust von TSPO die Gesundheit der glialen Mitochondrien zu beeinträchtigen. Diese Ergebnisse stützen die Hypothese, dass TSPO zelltypspezifisch wirkt, und liefern Hinweise darauf, dass die neuroprotektive Wirkung von TSPO-Liganden primär durch Müllerzellen vermittelt wird.