Die Rolle von Cullin 3- gesteuerten Proteinubiquitierung und -abbau in der Entstehung der Nierenfibrose

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Turgay Saritas
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 332853055

Die chronische Nierenerkrankung (CKD) ist durch einen fortschreitenden Funktionsverlust bis hin zum Nierenversagen charakterisiert, welche ohne Dialyse oder Nierentransplantation tödlich endet. Jeder zehnte Mensch weltweit leidet an CKD, die häufigste Ursachen hierfür sind der Bluthochdruck und Diabetes mellitus. Jede chronische Nierenschädigung mündet in ähnliche Umbauvorgänge: die Nierenfibrose. Die Hemmung der Nierenfibrose würde daher das Fortschreiten der CKD stoppen. Jedoch sind die Entstehungsmechanismen der Nierenfibrose noch teilweise unverstanden und es existiert keine spezifische Therapie für CKD. Culline haben eine essenzielle Rolle in der Regulation des Zellzyklus, und damit in der Fibrose- und Tumorentstehung. Cullin 3 (Cul3) ist eine Ubiquitinligase, die am Abbau verschiedener zellzyklusregulatorischer Proteine beteiligt ist. Prof. Ellison und Dr. McCormick, Oregon Health and Science University, USA, haben kürzlich berichtet, dass die spezifische Deaktivierung von Cul3 im Nierentubulusepithelzellen in adulten Mäusen (KS-Cul3-/-) zum fortschreitenden Verlust der Nierenfunktion binnen Wochen führt. In einer gemeinsamen Arbeit mit dieser Gruppe habe ich in diesen Tieren Fibrose-typische Veränderungen (extrazelluläre Matrixablagerungen, Apoptose, Zellproliferation, T-Zell-Infiltration) beobachtet. Es bleibt jedoch ungeklärt, wie Cul3 seine anti-fibrotischen Effekte vermittelt. Bisher wissen wir nur, dass eine Cul3- Deaktivierung zur verstärkten Expression des Zellzyklusregulators Cyclin E führt. Ich möchte im beantragten Versuchsvorhaben die Rolle von Cul3 in der Pathogenese der Nierenfibrose und CKD untersuchen. Im Labor von David Ellison (Professor für Medizin) und Jim McCormick (Ph.D. und Assistant Professor für Medizin) möchte ich den zeitlichen Verlauf der Nierenfibroseentstehung in KS-Cul3-/- untersuchen. Ich möchte testen, ob sich KS-Cul3-/- Mäuse als neues tubulointerstitielle Fibrosemodel eignen. Um die maladaptiven Vorgänge in KS-Cul3-/- in vivo zu verstehen, möchte ich mich auf die Regulation des Zellzyklus, Freilassung von Zytokine und reaktiver Sauerstoffverbindungen, Myofibroblastenaktivierung und Produktion von tubulointerstitiellen Kollagen konzentrieren. Zusätzlich möchte ich den Cul3-Signalweg in drei verschiedenen Fibrosemodellen in Maus und in humanen Gewebe von Patienten mit CKD untersuchen. In vitro möchte ich in humanen Tubuluszellen untersuchen, ob Cul3-Deaktivierung mittels CRISPR/Cas9 System zum Zellzyklusarrest und parakriner Myofibroblastaktivierung führt. Das Verständnis des Cul3-Signalwegs in der Nierenfibrose könnte dazu beitragen, neue therapeutische Strategien in der Behandlung von CKD zu finden. Die Erkenntnisse der geplanten Studie betreffen zudem vermutlich nicht nur die Niere, sondern auch die Fibrose in anderen Organen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Jim McCormick, Ph.D.