Pathogenese der polyzystischen Nierenerkrankung: Die Bedeutung von Zellproliferation und Apoptose
Final Report Abstract
Die polyzystische Nierenerkrankung ist eine häufige genetische Ursache des bis zur Dialysepflichtigkeit fortschreitenden chronischen Nierenversagens. Bei der autosomal dominanten Form geht die weit überwiegende Zahl der Fälle auf Mutationen im den beiden Genen PKD1 (kodierend für Polycystin-1 = PC1) und PKD2 (kodierend für Polycystin-2 = TRPP2) zurück. PC1 und TRPP2 sind membranständige Proteine, die unter anderem in der Zilie von renalen Epithelzellen nachgewiesen werden konnten. TRPP2 gehört zu der Familie TRP-Ionenkanäle und bildet einen Kationenkanal, der auch Calcium leitet. Zilien haben eine mechanosensorische Funktion: Zilienbeugung führt zu einer Erhöhung des intrazellulären Calciumspiegels, diese scheint von der Intaktheit des PC1/TRPP2-Komplexes abhängig zu sein. Zilien spielen eine Rolle bei der Zellorientierung im Zellverband und bei der Zellproliferation. Welche zellulären Programme im einzelnen daran beteiligt sind, ist jedoch noch nicht vollständig verstanden. Wir konnten zeigen, dass die Überexpression der zytoplasmatischen Domäne von PC1 zu einer Umstrukturierung des endoplasmatischen Retikulum führt. Dies ist auf eine Unterdomäne zurückzuführen, die Sequenzähnlichkeiten mit dem ER-residenten Protein CLIMP63 hat, und deutet auf eine Funktion von PC1 im ER hin - möglicherweise im Komplex mit TRPP2 und der Kontrolle der intrazellulären Calciumspiegel. Weiterhin konnten wir zeigen, dass der Transport von TRPP2 vom ER an die Zellmembran auch im Zebrafisch unter Kontrolle von PACS Proteinen (phosphofurin acidic cluster sorting protein) steht und die subzelluläre Lokalisation Einfluss auf den Phänotyp hat, der bei Depletion von TRPP2 entsteht. So entstehen Nierenzysten eher bei Depletion der an der Zellmembran lokalisierten Fraktion, während Änderungen der Köperlängsachse und der Links-Rechts-Asymmetrie eher von der im ER lokalisierten Fraktion beeinflusst werden. Auch hier ist von einer wichtigen Funktion von TRPP2 innerhalb des ER auszugehen. Um Änderungen der Tubulusgeometrie im Rahmen der Zystogenese im Zebrafisch Pronephros besser beurteilen zu können, wurden transgene Fischlinien mit Hilfe des TOl2-Transposase-Systems generiert. So kann nun mit Hilfe von spezifisch im Pronephros exprimierten fluoreszierenden Reporterkonstrukten, die die Zellmembran oder den Zellkern markieren, Zellmigration und Zellproliferation im Rahmen der Entwicklung des Pronephros und der Zystenentstehung beobachtet und beurteilt werden. Folgeuntersuchungen werden im Rahmen der Klinischen Forschergruppe KFO 201 (Polyzystische Nierenerkrankung - Von Modellorganismen zu neuen Therapien) fortgeführt.
Publications
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