Pathophysiologie der distalen renalen tubulären Azidose

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Andreas Hübner
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 215630848

Für den Säure-Basen-Haushalt spielt die Niere eine zentrale Rolle. Bei einer distal tubulären renalen Azidose (dRTA) kann die gestörte renale Säuresekretion zu einer Hypokaliämie, Nephrokalzinose, Nierensteinen sowie einer Niereninsuffizienz und Knochenmineralisierungsstörungen führen. Im Sammelrohr wird H+ über die V-Typ ATPase von Typ A-interkalierenden Zellen (IZ) in den Urin sezerniert. Das dabei anfallende HCO3- wird basolateral über den Anionenaustauscher AE1 in den Extrazellulärraum transportiert. Typ B-interkalierende Zellen wiederum können apikal HCO3- sezernieren, während sie H+ über die V-Typ ATPase in den Extrazellulärraum abgeben. Gemäß einer gängigen Theorie können sich Typ A und Typ B interkalierende Zellen bedarfsweise umdifferenzieren, um so die Zahl an IZ dem jeweiligen Bedarf anzupassen. Ursachen für eine dRTA sind u.a. Mutationen in der a4 oder b1 Untereinheit der V-Typ ATPase sowie AE1-Mutationen. Um die dabei relevanten Prozesse besser zu verstehen, haben wir in der ersten Förderperiode eine a4-Knockout-Maus sowie eine Ae1-Knockin Maus, für die am häufigsten mit dRTA assoziierte AE1 Mutation R589H, charakterisiert. Bemerkenswerterweise lokalisiert die Ae1-Variante entgegen bisheriger in vitro Ergebnisse im Mausmodell basolateral, jedoch scheint die apikale Rekrutierung der V-Typ ATPase gestört zu sein. Das Auftreten von intrazellulären vesikulären p62-positiven Ablagerungen könnte auf eine lysosomale Störung hinweisen. Nach Kreuzung einer von uns hergestellten A-IZ-spezifischen Cre-Linie mit einer Reporterlinie wollen wir daher A-IZ über FACS isolieren und das Transkriptom sowie lysosomale Proteom zwischen den unterschiedlichen Genotypen vergleichen. In Vorexperimenten konnten wir bereits zeigen, dass so angereicherte Zellen typische Marker von A-IZ exprimieren. Ferner gelang uns auch die Identifizierung neuer A-IZ-spezifischer Transkripte wie z.B. den Transkriptionsfaktor DMRT2, der möglicherweise eine wichtige Rolle für die Differenzierung von A-IZ spielt. Wir wollen daher nun auch eine A-IZ-spezifische Zelllinie herstellen, um die Konsequenzen eines Knockins oder akuten Knockdowns von Ae1 oder DMRT2 auf zellulärer Ebene untersuchen zu können. In Abhängigkeit von den erzielten Ergebnissen, werden wir ggf. eine nierenspezifische DMRT2-Knockout-Linie generieren und analysieren. Da uns mittlerweile auch eine Typ B-IZ spezifische Cre-Linie zur Verfügung steht, werden wir unsere Analysen auch auf B-IZ ausweiten. Mit diesen beiden Cre-Linien werden wir zweifelsfrei klären können, ob in der Tat A- und B-IZ interkonvertieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Christopher Hennings