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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-84164
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8416/


Koos, Fabienne

Podocin regulates TRPC6 ion channels at the slit diaphragm

Podocin reguliert TRPC6 Ionenkanäle an der Schlitzmembran

Dokument1.pdf (5.762 KB) (md5sum: 5ff5a7f4dbe1deb426e8312f0c2ac0d3)

Kurzfassung in Englisch

Diseases of the glomerular filter of the kidney are a leading cause of end-stage renal disease. A variety of recent evidence supports the notion of the glomerular podocyte and the slit diaphragm as central components of the renal filtration barrier (Somlo and Mundel, 2000).
This MD thesis analyzes the molecular interaction of TRPC6 and Podocin and its impact on channel activities. Mutations in both proteins lead to development of proteinuric kidney disease (Boute et al., 2000; Winn et al., 2005; Reiser et al., 2005; Pollak, 2002). The current work demonstrates that podocytes express several members of the TRPC family, cation non-selective channels with a physiologic role as cellular sensors (Voets et al., 2005). The study focuses on the TRPC6 ion channel in particular, as the punctual mutation TRPC6P112Q causes focal segmental glomerulosclerosis (Winn et al., 2005). We could demonstrate that Podocin interacts with TRPC6 through its PHB-domain, a specialized domain constituting a primordial lipid recognition motif. Our experiments further reveal that TRPC6 mimics the localization of Podocin at the slit diaphragm (done in collaboration with Prof. Dontscho Kerjaschki, Vienna, A), while its transport to the cell membrane does not depend on the presence or absence of Podocin. In collaboration with Dr. Karl Kunzelmann (Regensburg, D) we identify Podocin as a key regulator of the TRPC6 ion channel activity. Proper channel gating depended on the TRPC6-Podocin interaction.
How exactly impaired TRPC6 channel function might lead to disruption of the glomerular filtration barrier remains to be uncovered. There is evidence, however, that TRPC6 binds to cytoskeletal proteins (Moller et al., 2007; Spassova et al., 2006). Thus, it might act on the contractility of the foot processes. It is tempting to speculate that in TRPC6 mutants, the glomerular filtration barrier is disrupted by inappropriate, maladaptive responses of the cytoskeleton to physiological challenges.


Kurzfassung in Deutsch

Erkrankungen des glomerulären Filters sind häufig Grundlage der Entstehung einer terminalen Niereninsuffizienz. Mehrere neuere Publikationen unterstützen die Idee die glomerulären Podozyten als zentrale Komponente der renalen Filtrationsbarriere anzusehen (Somlo and Mundel, 2000).
Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht das molekulare Bindungsverhalten der TRPC6-Podocin Interaktion und deren Einfluss auf die Aktivität des Ionenkanales TRPC6. Mutationen in den beiden Proteinen führen zu terminaler Niereninsuffizienz (Boute et al., 2000; Winn et al., 2005; Reiser et al., 2005; Pollak, 2002). Unsere Ergebnisse zeigen, dass Podozyten mehrere Mitglieder der TRPC Ionenkanalfamilie exprimieren. Dies sind nicht selektive Kationenkanäle, welche eine Rolle in der sensorischen Reizaufnahme spielen (Voets et al., 2005). Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf den spezifischen Kanal TRPC6, da wir wissen, dass die Punktmutation TRPC6P112Q zu fokal sklerosierender Glomerulonephritis führt (Winn et al., 2005). Es konnte gezeigt werden, dass die PHB-Domäne notwendig für eine Bindung zwischen Podocin und TRPC6 ist. Die PHB Domäne ist eine spezialisierte Domäne welche wichtig in der Erkennung von bestimmten Lipidfraktionen (lipid rafts) der Plasmamembran ist. Desweiteren konnte gezeigt werden, dass TRPC6, analog zu Podocin an der Schlitzmembran lokalisiert ist (durchgeführt in Kollaboration mit Prof. Dontscho Kerjaschki, Wien, A), dies unabhängig von Podocin. In Kollaboration mit Dr. Karl Kunzelmann (Regensburg, D) wurde Podocin als zentrale Komponente in der Regulierung des Ionenkanals TRPC6 identifiziert. Die Öffnungswahrscheinlichkeit des Ionenkanals ist abhängig von der TRPC6-Podocin Interaktion.
Wie es von einer veränderten Ionenkanalfunktion zu einem Defekt in der glomulären Filtrationsbarriere kommt bleibt allerdings unklar. Es gibt Hinweise dafür, dass TRPC6 mit dem Zytoskelett verbunden ist und die Zellkontraktilität beeinflusst (Moller et al., 2007; Spassova et al., 2006). Man kann spekulieren, dass es durch Mutationen in dem Ionenkanal TRPC6 zu einer inadäquaten Reaktion des Podozytenzytoskelettes auf äußere Reize kommt und dies zu gesteigerter Durchlässigkeit der glomerulären Filtrationsbarriere führt.


SWD-Schlagwörter: Nierenfunktion , Mechanosensitiver Ionenkanal , Protein TRPC6
Freie Schlagwörter (deutsch): Podocin , TRPC6 , Schlitzmembran
Freie Schlagwörter (englisch): Podocin , TRPC6 , slit diaphragm
Institut: Medizinische Univ.-Klinik und Poliklinik
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Schermer, Bernhard (PD Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 15.07.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 10.01.2012
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