Transcriptional regulation of sex-dependently expressed renal organic anion transporter 1 and 3

Abstract

Organische-Anionen-Transporter (OATs) sind maßgeblich an der Ausscheidung von körpereigenen und körperfremden Substanzen über die Niere beteiligt. In Ratten, einem häufig verwendeten Tiermodell in präklinischen Studien, ist bekannt, dass die basolateral lokalisierten Organischen-Anionen-Transporter 1 (Oat1) und 3 (Oat3) in männlichen Tieren stärker und darüber hinaus Testosteron abhängig exprimiert werden. Beide Transporter sind an der Ausscheidung von organischen Anionen, einschließlich negativ geladener Medikamente wie zum Beispiel Adefovir, Furosemid oder Penicillin, beteiligt. In den menschlichen Nieren zählen der OAT1 und der OAT3 zu den klinisch relevanten Transportern, deren Funktionen im Laufe neuer Medikamentenentwicklung berücksichtigt werden sollten. Für das Antibiotikum Penicillin wurde bei Frauen ein vermehrtes Auftreten von Nebenwirkungen im Vergleich zu Männern gezeigt. Dieses erhöhte Risiko könnte möglicher Weise auf einer geschlechtsabhängigen Expression des OAT1 und OAT3 zurückzuführen sein. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den molekularen Mechanismus, der für die höhere Oat1 und Oat3 Expression in den männlichen Rattennieren verantwortlich ist, zu identifizieren. Mit Hilfe von Luciferase assays wurde die Aktivierung von Ratten und menschlichen Oat1/OAT1 und Oat3/OAT3 Promotoren untersucht. Hierzu wurden zunächst Oat1/OAT1 und Oat3/OAT3 Promotorkonstrukte generiert, welche unterschiedlich lange Promotorregionen enthielten, und diese anschließend transient in OK oder LLC-PK1 Zellen transfiziert. Mittels Co-Transfektion potentieller transkriptioneller Regulatoren konnte deren Einfluss auf die Promotoraktivität von Oat1/OAT1 und Oat3/OAT3 untersucht werden. Zur Identifikation geschlechtsabhängig exprimierter Gene in der proximalen Tubuluszelle der Rattennieren wurden von vier männlichen und vier weiblichen Tieren je eine Niere präpariert und deren RNA mit Hilfe eines microarrays und real-time PCR analysiert. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die bereits bekannte männlich dominierende Expression von Oat1 und Oat3 in Rattennieren nicht durch den klassischen Testosteron/Androgenrezeptor vermittelten, transkriptionellen Mechanismus reguliert wird. Vergleichbar zu den Ratten Oat1 und Oat3, zeigten auch die menschlichen OAT1 und OAT3 Promotoren keine Aktivierung durch den Testosteron/Androgenrezeptor-Komplex. Während der Suche nach geschlechtsabhängig exprimierter transkriptioneller Regulatoren in der Rattenniere, konnte die Expression des Transkriptionsfaktors B-cell CLL/ lymphoma 6 (BCL6) erstmalig als männlich dominierend identifiziert werden. Die bereits bekannten Aktivatoren der Oats/OATs Expression, hepatocyte nuclear factor 1α (HNF1α), HNF1β und HNF4α zeigten keine geschlechtsabhängige Expression. Zudem konnte gezeigt werden, dass BCL6 die Promotoren der Ratten und menschlichen Oat1/OAT1 und Oat3/OAT3 aktiviert. Die BCL6-vermittelte Aktivierung von Oat1/OAT1 und Oat3/OAT3 erfolgt nicht über die bislang vorhergesagten BCL6-Bindungsstellen, aber möglicher Weise über Protein-Protein Interaktionen mit den Transkriptionsfaktoren HNF1 oder cAMP response element binding protein (CREB). Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass der Transkriptionsfaktor BCL6 einen vielversprechenden Regulator der geschlechtsabhängigen Expression von Oat1 und Oat3 in Ratten darstellt. Es ist anzunehmen, dass BCL6 ebenso die humane OAT1 und OAT3 Expression reguliert.