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Projekt
Zellstatusspezifische Gewebeproteome bei AKI
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professorin Dr. Vera Jankowski; Privatdozent Dr. Turgay Saritas
Fachliche Zuordnung
Nephrologie
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445703531
Akute Nierenverletzung (AKI) verursacht morphologische und molekulare Veränderungen in tubulären Epithelzellen (TECs) und erhöht das Risiko für chronische Nierenerkrankungen (CKD). Im vorherigen Förderzeitraum haben wir anhand eines murinen AKI-Modells festgestellt, dass TECs transient in verletzungsbedingte molekulare Zellzustände transdifferenzieren können. Diese Zellen zeigten das Protein Kinase, X-linked (PRKX), eine Serin/Threonin-Kinase, besonders stark hochreguliert. PRKX ist für die Tubulogenese wichtig, aber seine Rolle im Umbau der Tubuli nach AKI ist unbekannt. Zudem ist wenig über die molekularen Profile spezifischer TEC-Zustände und deren Zusammenhang mit morphologischen Veränderungen bei AKI bekannt. Wir hypothetisieren, dass die Kombination von räumlicher Proteomik mit morphologischer Analyse die verletzungsbedingten Zustände der TECs und potenzielle Marker wie PRKX besser definieren wird, was zu verbesserten Gewebe-Diagnosen bei tubulärer Verletzung und potenziell neuen therapeutischen Ansätzen für AKI führt. Um dies zu erreichen, werden wir unsere Expertise in Proteomics (Jankowski) mit der in Nephrologie und Tubulusumbau bei AKI (Saritas) kombinieren. In WP1 werden wir einen kombinierten Imaging Workflow etablieren, der massenspektrometrische Bildgebung (MSI), Pathomics (mit P4) und multiplexe Immunfluoreszenzmikroskopie (mit P9) kombiniert. Dieser Ansatz ermöglicht die Zelltypsegmentierung und -identifizierung basierend auf Pathomics und Immunfluoreszenzdaten, gefolgt von der Analyse von zelltyp- oder zellcluster-assoziierten proteomischen Signaturen. Dieser Workflow wird auf Zeitverläufe verschiedener AKI-Modelle bei Nagetieren angewendet (unter Wiederverwendung von Proben aus P2, P6 und P9), um charakteristische Proteinsignaturen und die Expression von PRKX zu identifizieren. In WP2 adressieren wir den Mangel an menschlichen AKI Gewebeproben, indem wir Nierenproben aus einem rapid post-mortem Autopsieprogramm (mit P10) sammeln. Diese Proben werden mit MSI, Transkriptomics (mit P2) und Pathomics (mit P4) analysiert. In WP3 werden wir mit P2 eine klonale phänotypische Analyse des Tubulusumbaus bei AKI mit einem transgenen Reporter-Mausmodell durchführen und Einzelzelltranskriptome in unseren Imaging-Workflow integrieren, um das genregulatorische Netzwerk in PRKX-exprimierenden Zellen und anderen klonal expandierten TECs zu erfassen. In WP4 werden wir die funktionale Rolle der identifizierten Moleküle, einschließlich PRKX, mithilfe der CRISPR-Cas9-Technologie in verletzten menschlichen tubulären Zellen und Organoiden in vitro untersuchen (in Zusammenarbeit mit P1 und P10). Zusammenfassend wird unsere Arbeit das Proteome in situ und deren Assoziation mit der Tubulusmorphologie zeigen, um die Transition der Zellzustände in AKI besser zu charakterisieren. Zudem liefern wir räumliche proteomische Daten, um eine multimodale Charakterisierung des Tubulusumbaus und des Übergangs von Nierenerkrankungen im Konsortium zu ermöglichen.
DFG-Verfahren
Klinische Forschungsgruppen
