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Die Rolle von Bone Morphogenetic Protein 4 und 7 bei der hypertensiven Nephrosklerose

The role of Bone Morphogenetic Protein 4 and 7 in hypertensive nephrosclerosis

by Imad Maatouk
Doctoral thesis
Date of Examination:2012-11-13
Date of issue:2012-11-07
Advisor:Prof. Dr. Frank Strutz
Referee:Prof. Dr. Frank Strutz
Referee:PD Dr. Yohannes Hagos
crossref-logoPersistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1525

 

 

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Format:PDF
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Abstract

English

Bone Morphogenetic Proteins (BMP) are members of the transforming growth factor (TGF-β) superfamily. In several animal experiments BMP-7 has shown beneficial effects in protecting kidney function in chronic kidney disease. BMP-4 plays an important role in the progression of atherosclerosis. Regarding its function in nephrosclerosis no data have been published. The hypothesis of this study was that BMP-4 und BMP-7 play an important role in the pathogenesis of adult human nephrosclerosis. We wanted to solve the following questions: A) Is there an expression of BMP-4 and BMP-7 in adult human kidney and is it comparable to the published results in animal experiments? B) Is there an altered expression in hypertensive nephrosclerosis? C) Is the expression of BMP-4 and BMP-7 influenced by Angiotensin II, which plays an important role in hypertension? D) Is there a inhibition of the proliferation rate of human fibroblasts as shown in prior animal experiments? In the present study the expression of BMP-4 and BMP-7 in human renal tissue of healthy subjects and of subjects with the diagnosis of nephrosclerosis was shown. In immunohistochemistry an expression of BMP-4 and BMP-7 was shown in distal tubuli and collecting ducts. A lowered expression of BMP-7 was shown in human nephrosclerosis, whereas regarding BMP-4 no differences were shown. A possible explanation of the lowered expression of BMP-7 could be a lowered expression in proximal tubular cells as a consequence of increased Angiotensin-II-levels. In stimulation experiments with Angiotensin-II a lowered BMP-7-expression in proximal tubular cells in real-time PCR was found. There was no influence of Angiotensin-II on the expression of BMP-4. No influence of BMP-4 and BMP-7 on proliferation rates of proximal tubular cells and fibroblasts was shown.
Keywords: Nephrosclerosis; Bone Morphogenetic Proteins; Hypertension

Other Languages

Bone Morphogenetic Proteins (BMP) bilden eine Subfamilie der transforming growth factor (TGF-β) Superfamilie. BMP-7 hat in verschiedenen tierexperimentellen Studien zur chronischen Niereninsuffizienz protektive Effekte gezeigt. BMP-4 spielt eine progressive Rolle bei der Atherosklerose. Über die Funktion in der Nephrosklerose ist zu diesem Molekül sehr wenig bekannt. Die Hypothese dieser Arbeit war, dass BMP-4 und BMP-7 einen wesentlichen Einfluss auf die Pathogenese der adulten humanen Nephrosklerose ausüben. Hierbei sollten die folgenden Fragen beantwortet werden: A) Werden die beiden BMPs in der adulten humanen Niere exprimiert und ist die Expression vergleichbar zu den Ergebnissen in Tiermodellen? B) Zeigt sich eine veränderte Expression bei der hypertensiven Nephrosklerose? C) Werden die Faktoren durch das Angiotensin II, das eine wesentliche Rolle bei der Hypertonie spielt, beeinflusst? D) Sind die protektiven Funktionen, wie beispielsweise die Hemmung der Proliferation von Fibroblasten, auf menschliche Zellen übertragbar? In der vorliegenden Arbeit konnte die Expression von BMP-4 und BMP-7 im gesunden humanen Nierengewebe und bei der Nephrosklerose nachgewiesen werden. In der Immunhistochemie konnte dargestellt werden, dass eine Expression von BMP-4 und BMP-7 vornehmlich in den distalen Tubuli und den Sammelrohren stattfindet. Es wurde gezeigt, dass es bei der humanen Nephrosklerose zu einer verminderten Expression von BMP-7 kommt, während für BMP-4 keine quantitativ veränderte Expression stattfindet. Eine mögliche Ursache für die verminderte Expression von BMP-7 kann die durch erhöhte AT-II-Spiegel verminderte Expression in proximalen Tubuluszellen sein, wie sie in unseren Stimulationsversuchen mittels RT-PCR nachgewiesen werden konnte. Die Expression von BMP-4 wurde durch Angiotensin II nicht wesentlich beeinflusst. Es konnten keine signifikanten Einflüsse von BMP-4 und BMP-7 auf die Proliferationsraten von proximalen Tubuluszellen und Fibroblasten gezeigt werden.
Schlagwörter: Nephrosklerose; Bone Morphogenetic Proteins; Hypertonie
 

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