| dc.contributor.advisor | Gross, Oliver Prof. Dr. | |
| dc.contributor.author | Spieker, Christine | |
| dc.date.accessioned | 2017-05-22T08:26:45Z | |
| dc.date.available | 2017-06-19T22:50:13Z | |
| dc.date.issued | 2017-05-22 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0023-3E54-4 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-6313 | |
| dc.language.iso | deu | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 610 | de |
| dc.title | Die Bedeutung der glomerulären Basalmembrankomponente Nidogen-1 bei podozytären Erkrankungen der Niere | de |
| dc.type | doctoralThesis | de |
| dc.title.translated | The significance of the glomerular basement membrane component nidogen-1 in podocytic kidney diseases | de |
| dc.contributor.referee | Wilting, Jörg Prof. Dr. | |
| dc.date.examination | 2017-06-12 | |
| dc.description.abstractger | Die Basalmembrankomposition der Glomeruli stellt einen wichtigen Faktor in der Pathogenese vieler Nierenerkrankungen dar. Das Verständnis der Interaktionen der BM-Komponenten und der Pathogenese von glomerulären Nierenerkrankungen könnten zu neuen Therapieansätzen führen.
Essentielle Bestandteile der Filtrationsbarriere der Niere sind die GBM und die Schlitzmembran. Nach unserer Hypothese besteht eine Verbindung zwischen der glomerulären Basalmembran und der Schlitzmembran (SD). Diese Verbindung könnte die Podozyten-Struktur beeinflussen und bei einem gleichzeitigen Auftreten von GBM/SD–Mutationen glomeruläre Nierenerkrankungen negativ beeinflussen.
In der vorliegenden Arbeit wurde daher untersucht, ob diese Mutationen früher zum Nierenversagen führen. Dies wurde durch Untersuchungen von doppelt-heterozygoten COL4A3+/-(GBM) / Nphs2+/R140Q (SD)-Mäusen am Tiermodell überprüft. Hierbei sollte die Zusammensetzung der GBM untersucht werden, da diese essentiell für die Funktion von Zellen im Glomerulum und die Stabilität der GBM ist.
Nidogen-1 (Nid-1) nimmt nach unserer Hypothese eine zentrale Rolle ein, da es eine wichtige stabilisierende Funktion in der GBM übernimmt. Besonders für Kollagen IV und Laminin dient Nid-1 zur Vernetzung und Stabilisierung. Es wurde als Linkprotein zwischen diesen beiden Proteinen beschrieben (Kramer 2005), weshalb gerade in Bezug auf die Kollagen-IV-Erkrankung Alport-Syndrom ein funktioneller Einfluss des Nidogen-1 vermutet werden kann, da sich die BM-Proteine in ihrer Zusammensetzung gegenseitig beeinflussen können. Auch wäre funktionell ein möglicher Link zwischen BM und SD möglich. Mittels ultrastruktureller Immunogoldhistochemie und Immunfluoreszenz wurde die genaue Lokalisation des Proteins und Quantifizierung von Nid-1 in der GBM durchgeführt. Insbesondere bei der elektronenmikroskopischen Immunogoldhistochemie konnte Nid-1 sehr genau untersucht werden in Bezug auf die Lokalisation. Die Ergebnisse zeigen, dass Nid-1 stark exprimiert wird bei den Genotypen Col IV -/- und Pod/Col IV (+/-//+/-) 180T. Die Unterschiede zwischen gesunder GBM (WT) und aufgesplitterter GBM mit Glomerulosklerose und vergrößerten, verschmolzenen Podozyten beim Alport-Syndrom (Col IV -/-) sind deutlich auf den elektronenmikroskopischen Bildern erkennbar. Es herrscht ein dichtes Nebeneinander von dünnen und dicken glomerulären Basalmembran-Abschnitten. Auch der Verlust der Schlitzmembran ist eindeutig sichtbar. Nid-1 ist beim Alport-Syndrom vermehrt in den Verdickungen der GBM und vermehrt in der mesangialen Matrix lokalisiert. Während sich Nid-1 (gekoppelt an 20 nm Gold) bei den 60T-Genotypen und WT 180T vereinzelt auf der GBM angesiedelt hat, ist es beim Alport-Syndrom und Pod/Col IV 180T stärker vertreten.
Diese unterschiedliche Verteilung und vermehrte Ausschüttung des Nidogen-1, gerade im Bereich der Aufsplitterungen bzw. mit fortschreitendem Alter der Pod/Col IV GBM, spricht für mögliche Regenerationsbemühungen, die GBM besser zu stabilisieren. Dies könnte durch eine vermehrte „Verlinkung“ von Laminin-111 mit dem noch vorhandenen Kollagen IV oder anderen GBM-Proteinen geschehen. Auch wäre ein möglicher frustraner Regenerationsversuch, welcher aufgrund der genetischen Erkrankung in einem Circulus vitiosus mündet, zu diskutieren. Des Weiteren kann es von Bedeutung sein, dass Nid-1 über ß1-Integrine mit Podozyten interagieren kann (Salmivirta et al. 2002). Das lässt vermuten, dass Nid-1 auch einen direkten Einfluss auf glomeruläre Zellen und somit auf das Fortschreiten oder die Regeneration von glomerulären Erkrankungen haben könnte. Dies bedeutet im weiteren Sinne eine Auswirkung auf die Podozyten-Struktur und eine Cytoskelettbeeinflussung. Eine quantitative sowie qualitative Änderung des Nidogen-1 hätte somit einen direkten Einfluss auf das Verhalten der Zellen im gesunden wie auch im erkrankten Milieu.
In weiteren zukünftigen Experimenten sollte die Funktionalität von Podozyten in vitro näher untersucht werden. Es wäre zu klären, ob sich Podozyten von der Differenzierung, Proliferation und Migration verändern, wenn sie mit Nid-1 interagieren. Das Wissen um die genaue Lokalisation und den funktionellen Einfluss von Nidogen-1 auf die GBM und deren Zellen könnte somit neue Therapieansätze bei glomerulären Erkrankungen ermöglichen. | de |
| dc.description.abstracteng | The basement membrane composition of the glomeruli is an important factor in the pathogenesis of many renal diseases. The understanding of the interactions of the BM components and the pathogenesis of glomerular renal diseases could lead to new therapeutic approaches.
Essential components of the kidney filtration barrier are the GBM and the slit diaphragm (SD). According to our hypothesis, there is a connection between the glomerular basement membrane and the slit diaphragm. This compound could affect the podocyte structure and adversely affect glomerular renal diseases when GBM/SD mutations occur simultaneously.
Therefore, we investigated whether these mutations lead to early renal failure. This was verified by investigations of double-heterozygous COL4A3 +/- (GBM) / Nphs2 + / R140Q (SD) mice in the animal model. In this respect the composition of the GBM should be investigated as this is essential for the function of cells in the glomerulum and the stability of the GBM.
According to our hypothesis Nidogen-1 (Nid-1) plays a central role because it assumes an important stabilizing function in the GBM. Especially for collagen IV and laminin, Nid-1 is used for interacting and stabilization. It has been described as a link protein between these two proteins (Kramer 2005), therefore a functional impact of the Nidogen-1, especially related to collagen IV disease Alport syndrome can be assumed because the BM proteins can have a mutual influence regarding their compounds.
Also, a link between BM and SD would be possible. With the help of ultrastructural immunogold histochemistry and immunofluorescence, the exact localization of the protein and quantification of Nid-1 in GBM were performed. Particularly in the case of electron microscopy immunogold histochemistry, Nid-1 could be examined very closely with regard to the localization. The results reveal that Nid-1 is strongly expressed in the genotypes Col IV - / - and Pod / Col IV (+ / - // + / -) 180T. The differences between healthy GBM (WT) and splintered GBM with glomerulosclerosis and enlarged, fused podocytes in the Alport syndrome (Col IV - / -) are clearly visible on the electron microscopy images. There is a dense juxtaposition of thin and thick glomerular basement membrane sections. The loss of the slit diaphragm is clearly visible. Nid-1 is increased in the thickening of the GBM and is more localized in the mesangial matrix in Alport syndrome. While Nid-1 (coupled to 20 nm gold) has settled on the GBM singly in the 60T genotypes and WT 180T, it is more strongly represented in Alport syndrome and Pod / Col IV 180T.
This different distribution and increased distribution of the Nidogen-1, especially in the area of the splinterings or as the age of the Pod / Col IV GBM advances, is indicative of possible regeneration efforts to better stabilize GBM. This could be done by an increased "linking" of laminin-111 with the still existing collagen IV or other GBM proteins. Also, a possible frustrating regeneration attempt, which is due to the genetic disorder in a "circulus vitiosus", would be discussed. Furthermore, it could be important, that Nid-1 can interact with podocytes via ß1-integrins (Salmivirta et al., 2002). This suggests that Nid-1 may also have a direct effect on glomerular cells and thus on the progress or regeneration of glomerular diseases. In the broad sense, this means an effect on the podocyte structure and a cytoskeletal influence. A quantitative and qualitative change of the Nidogen-1 would thus have a direct influence on the behavior of the cells in the healthy as well as in the diseased milieu.
In further future experiments, the functionality of podocytes in vitro should be investigated more closely. It should be clarified whether podocytes are different from differentiation, proliferation and migration when they interact with Nid-1. The knowledge about the exact localization and the functional influence of Nidogen-1 on the GBM and its cells could thus enable new therapeutic approaches in glomerular diseases. | de |
| dc.contributor.coReferee | Mausberg, Rainer Prof. Dr. | |
| dc.subject.ger | Nidogen-1 | de |
| dc.subject.ger | Alport-Syndrom | de |
| dc.subject.ger | Glomeruläre Basalmembran | de |
| dc.subject.ger | Podozytäre Erkrankungen der Niere | de |
| dc.subject.eng | Nidogen-1 | de |
| dc.subject.eng | Alport syndrome | de |
| dc.subject.eng | glomerular basement membrane | de |
| dc.subject.eng | podocytic kidney diseases | de |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0023-3E54-4-9 | |
| dc.affiliation.institute | Medizinische Fakultät | de |
| dc.subject.gokfull | Medizin (PPN619874732) | de |
| dc.subject.gokfull | Nephrologie (PPN619875828) | de |
| dc.description.embargoed | 2017-06-19 | |
| dc.identifier.ppn | 887962890 | |