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
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
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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
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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