Funktionelle Analyse des neuen podozytenspezifischen Gens R3hdml für Nierenalterung und progressive Nephropathien
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Entwicklung und Progression von Nierenerkrankungen können trotz des aktuellen medizinischen Fortschritts nicht aufgehalten werden und stellen ein weltweit sozioökonomisches Gesundheitsproblem dar. Unser Labor interessiert sich für die Funktion von Podozyten, die Teil der glomerulären Filtrationsbarriere sind und deren Defekt mit zahlreichen Nierenerkrankungen einhergehen kann. Sie sind nur in geringem Ausmaß regenerationsfähig und sensibel für Alterungsprozesse, reaktive Sauerstoffspezies und Metabolite. Im Rahmen unserer Untersuchungen von Einflüssen auf das Fortschreiten von Nierenerkrankungen konnten wir in einem RNA-Screen aus Maus-Podozyten den Serin- Protease-Inhibitor R3hdml identifizieren, der im Vergleich zu jungen Kontrollen signifikant weniger stark exprimiert war. Serin-Proteasen und deren Inhibitoren stellen die häufigsten und größten Gruppen an proteolytischen Enzymen und Inhibitoren dar, die in vielen biologischen Prozessen eine Rolle spielen. Den Verlauf von chronischen Nierenerkrankungen beeinflussen sie positiv und negativ. In in situ Hydridisierungen an Maus-Embryonen konnten wir während der frühen murinen Nierenentwicklung erstmals mit beginnender Podozyten-Entstehung (E14.5) R3hdml ausschließlich auf die Podozyten beschränkt und zu diesem Zeitpunkt in keinem anderen Organ nachweisen. Wir untersuchten verschiedene Einflüsse von zellulären Stressoren im Mausmodell der diabetischen Nephropathie und der Nierenalterung und konnten signifikante Änderungen in Expression und Proteinmenge von R3hdml detektieren. In in vitro Analysen immortalisierter Podozyten konnten wir zeigen, dass eine Überexpression von R3hdml die TGFβ-induzierte Phosphorylierung der p38 MAPK inhibiert. In einer Massenspektroskopischen Analyse konnten wir dabei potentielle Interaktionspartner von R3hdml identifizieren. Analog bestätigte sich in in vivo Analysen unserer generierten konstitutiven R3hdml-defizienten Mauslinie, dass junge R3hdml-defiziente Mäuse eine signifikant erhöhte Menge an p38 MAPK Phosphorylierung im Nierencortex aufweisen. Die Ablation von R3hdml führt zu einer stärkeren Glomerulosklerose im Alter und im Rahmen chronischer Nierenerkrankungen wie dem STZ-induzierten Typ I-Diabetes in Mäusen zu einem stärkeren tubulären Schaden. Hier konnten wir auffällige signifikante Entzündungsreaktionen, eine verstärkte Fibrose und eine signifikant retardierte Regeneration beobachten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Funktion von R3hdml als Serin-Proteasen Inhibitor in einer Reduktion der p38 MAPK Phosphorylierung widerspiegelt. R3hdml scheint damit eine entscheidende Rolle in der Entwicklung von Podozyten, in der Aufrechterhaltung der Nierenfunktion und in der Regulation fortschreitender Nierenerkrankungen zu spielen.
