Characterization of Par3(B) function in glomerular podocytes
Final Report Abstract
Glomeruläre Erkrankungen zählen zu den häufigsten Ursachen der terminalen Niereninsuffizienz mit weltweit steigenden Prävalenzen und Inzidenzen. Dabei spielen Erkrankungen des Nierenfilters, der Glomeruli, und insbesondere der glomerulären Epithelzellen, der Podozyten, eine herausragende Rolle. Podozyten sind terminal differenzierte, post-mitotische Zellen, die entscheidend zur Integrität und geregelte Funktion des glomerulären Filters beitragen. Das Ausmaß des Podozytenschadens definiert unabhängig von der zugrundeliegenden Erkrankung das Auftreten der Proteinurie, Glomerulosklerose und letztendlich das Fortschreiten bis hin zur terminalen Niereninsuffizienz. Daher ist die Identifizierung der molekularen Mechanismen von großem Interesse, die einerseits die Funktion der Podozyten unter physiologischen Bedingungen zur Aufrechterhaltung des glomerulären Filters sichern und andererseits einem Verlust der Podozyten im Krankheitsfall vorbeugen. Im Unterschied zu den klassischen Epithelzellen bildet der Podozyten primäre und sekundärer Fortsätze aus und ist nur über die Schlitzmembran der sog. Fußfortsätze mit benachbarten Zellen verbunden. Dabei bedient sich der Podozyten verschiedener Komponenten der klassischen Polaritätskomplexe, u.a. aPKC, Par3A und Par3B. Hier konnten wir nun darstellen, das beide Par3 Proteine redundante Funktionen haben, die in Teilen durch aPKC vermittelt sind und teilweise aPKC-unabhängig sind. Letztere beinhaltet eine Regulation sog. kleiner GTPasen, die die Integrität des Aktin-Zytoskeletts und damit die Aufrechterhaltung der dreidimensionalen Struktur der Zellen überwachen. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes konnten wir darüber hinaus LC-MS/MS-Protokolle zur Charakterisierung des Nephrozyten-Proteoms etablieren ebenso wir eine neuartige Podozyten-spezifische Cre-Recombinase Mausmodell mit verbesserte Cre-Effizienz und gleichzeitiger Expression eines fluoreszierenden Markerporteins.
Publications
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A T2A-peptide based knock-in mouse model for enhanced Cre recombinase activity and fluorescent labeling of podocytes. Kidney Int 2017 Jun;91(6):1510-1517
Koehler S, Brähler S, Braun F, Hagmann H, Rinschen MM, Höhne M, Späth MR, Wunderlich FT, Schermer B, Benzing T, Brinkkoetter PT
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Experimental Models to Study Podocyte Biology: Stock-Taking the Toolbox of Glomerular Research. Front Pediatr. 2018 Jul 13;6:193
Hagmann H, Brinkkoetter PT
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Protein half-life determines expression of proteostatic networks in podocyte differentiation. FASEB J. 2018 Sep;32(9):4696-4713
Schroeter CB, Koehler S, Kann M, Schermer B, Benzing T, Brinkkoetter PT, Rinschen MM
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Drosophila melanogaster and its nephrocytes: A versatile model for glomerular research. Methods Cell Biol. 2019;154:217-240
Odenthal J, Brinkkoetter PT
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Par3B orchestrates podocyte architecture by regulating RhoA levels
Koehler S, Odenthal J, Unnersjö Jess D, Höhne M, Jüngst C, Grawe F, Helmstädter M, Hagmann H, Walz G, Bloch W, Niessen C, Schermer B, Wodarz A, Denholm B, Benzing T, Iden S, Brinkkoetter PT
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Podocyte proteome analysis reveals stress responses in glomerular sclerosis. J Am Soc Nephrol. 2020
Koehler S, Kuczkowski A, Kuehne L, Jüngst C, Hoehne M, Grahammer F, Eddy S, Kretzler M, Beck BB, Höhfeld J, Schermer B, Benzing T, Brinkkoetter PT, Rinschen M
