Reguliert das mTOR-System die Renin-positive Vorläuferzellnische des juxtaglomerulären Apparates unter physiologischen Bedingungen und nach mesangialer Verletzung?

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Hugo
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 416522779

Durch Kreierung transgener Mauslinien konnten wir in Vorarbeiten nachweisen, dass in einem murinen Anti-Mesangialzellmodell nach Mesangialzellverletzung eine Rekrutierung von Renin-positiven Vorläuferzellen aus der juxtaglomerulären Nische ausgelöst wird, die zur mesangialen Repopulation beiträgt. Hierbei verlieren die Vorläuferzellen intraglomerulär ihre Renin-Positivität und exprimieren neu typische mesangiale Markerproteine. Welche Signale in den Reninzellen für die Rekrutierung und Immigration wichtig sind, ist völlig unbekannt.Die ergebnisoffene Zellcharakterisierung der Renin-stämmigen Zellen (Transkriptom) vor und während der glomerulären Regeneration identifizierte in Vorexperimenten insbesondere Rheb als mTORC1-Komplex-Aktivator als potentiellen Trigger/Auslöser für die Zelleinwanderung, was hervorragend zu zahlreichen anderen Vorexperimenten passt. Unserem Antrag liegt deshalb die Haupthypothese zugrunde, dass die mTORC1-Aktivierung das entscheidende zelluläre Signal in den juxtaglomerulären Renin-stämmigen Zellen ist, das für die Immigration dieser Zellen in den Glomerulus notwendig ist, um eine erfolgreiche Reparatur zu vermitteln. Gleichzeitig wollen wir die lokale Rolle des mTOR-Systems in dieser Vorläuferzellnische des Glomerulus nicht nur für die Regeneration nach Mesangiolyse, sondern auch unter physiologischen Bedingungen unter der Hypothese untersuchen, dass nicht nur die glomeruläre Rekrutierung, sondern möglicherweise auch der Erhalt der Vorläuferzellnische mTOR-abhängig reguliert wird. Hierbei untersuchen wir einerseits die Auswirkungen einer Defizienz von Raptor (mTORC1-Weg) oder Rictor (mTORC2-Weg) oder beiden zusammen. Andererseits untersuchen wir, ob eine genetisch induzierte (TSC-1-Defizienz) Hyperaktivierung von mTORC1 spezifisch in den Renin-stämmigen Zellen des juxtaglomerulären Apparates zu einer unkontrollierten Vermehrung der Reninzellen juxtaglomerulär oder nach Rekrutierung auch intraglomerulär führen könnte. Die Auswirkungen der lokal-renalen mTOR-Regulationen werden mit einer systemischen mTORC1-Blockade mittels konfokaler Mikroskopie von Nierenschnitten und longitudinal mittels täglicher Intravitalmikroskopie der Einwanderung der markierten Reninzellen verglichen.Die Beantwortung dieser Fragestellungen soll helfen, zukünftig das wichtige mTOR-System differenzierter als bisher zu beeinflussen.Hierzu können die in den Reninzellen durch mTOR-Modulation beeinflussten Pathways je nach Outcome durch Transkriptom und Proteoamanalysen weiter differenziert werden, um evtl. spezifischere Targets zu entwickeln und die phänotypischen Veränderungen/Auswirkungen der mTOR-Modulation in den Renin-produzierenden Zellen in vitro zu charakterisieren. Des Weiteren soll die Frage beantwortet werden, ob bei verschiedenen menschlichen Nierenerkrankungen ebenfalls eine mTOR-Aktivierung in der juxtaglomerulären Nische und/oder intraglomerulär nachzuweisen ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen