@phdthesis{Artelt2020,
  author    = {Nadine Artelt},
  title     = {Untersuchung des Einflusses von Palladin auf das Aktinzytoskelett von Podozyten},
  journal    = {Studying the role of palladin on the actin cytoskeleton of podocytes},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-opus-36172},
  pages     = {93},
  year      = {2020},
  abstract  = {F{\"u}r eine intakte Filtration des Blutes sind hochspezialisierte Epithelzellen in den Glomeruli der Nieren, die Podozyten, essentiell. Der Verlust oder die Sch{\"a}digung dieser postmitotischen Epithelzellen bzw. morphologische Ver{\"a}nderungen der komplex geformten Forts{\"a}tze dieser Zellen sind die h{\"a}ufigsten Ursachen f{\"u}r den Verlust der Filtrationsf{\"a}higkeit der Nieren. Diese besondere 3D-Morphologie der Podozyten h{\"a}ngt entscheidend vom Aktinzytoskelett und von Aktin-bindenden Proteinen ab. Aus der Literatur wei{\"s} man, dass das Aktin-bindende Protein Palladin einen entscheidenden Einfluss auf die Nukleation bzw. Polymerisation von Aktinfilamenten aus{\"u}bt und dass Palladin sowohl die Morphologie als auch die Dynamik von Zellen bestimmt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von Palladin hinsichtlich der Podozytenmorphologie und -funktion in vitro und in vivo erstmals untersucht. Mittels in vitro Experimenten an kultivierten Podozyten der Maus konnte gezeigt werden, dass ein Knockdown von Palladin zu einer deutlichen Abnahme der Aktinfilamente und kleineren Fokalkontakte f{\"u}hrt. Interessanterweise hatte dies aber keinen Einfluss auf die Adh{\"a}sionf{\"a}higkeit der Podozyten, sogar unter mechanischer Bean¬spruchung. Ferner konnte gezeigt werden, dass Palladin einen entscheidenden Einfluss auf die Expression anderer essentieller Aktin-assoziierter Proteine, wie Synaptopodin und α-Aktinin-4, aufweist. Dass Palladin eine wichtige Rolle bei der Bildung und Stabilit{\"a}t von Aktinfilamenten spielt, konnte durch die Inkubation von kultivierten Palladin Knockdown-Podozyten mit verschiedenen Inhibitoren der Aktin-Polymerisation gezeigt werden. Die quantitative Auswertung mit Hilfe der Software F\_Seg zeigte, dass Palladin Knockdown-Podozyten nach der Inkubation deutlich weniger Aktinfilamente und mehr Aktin-Cluster im Vergleich zu den Kontrollen aufweisen. Der Einsatz eines Migrations-Assays zeigte zudem, dass kultivierte Palladin Knockdown-Podozyten schneller migrieren und vermehrt dynamische Strukturen wie Lamellipodien und sogenannte Ring-Like-Structures (RiLiS) ausbilden. Um den Einfluss von Palladin auf Podozyten in vivo zu untersuchen, wurden M{\"a}use generiert, bei denen Palladin spezifisch in den Podozyten ausgeknockt ist. Analysen der Glomeruli-Morphologie dieser Tiere mit Hilfe der Immunfluoreszenz-, Superresolution- und Elektronenmikroskopie (Raster- und Transmissionsmikros-kopie) zeigten eindeutig, dass die glomerul{\"a}ren Kapillaren stark erweitert waren und sich ein stark vergr{\"o}{\"s}erter sub-podozyt{\"a}rer Raum ausgebildet hatte. Ferner waren die f{\"u}r die Filtration des Blutes ma{\"s}geblichen Forts{\"a}tze der Podozyten stark verbreitert und die Expression des essentiellen Schlitzmembranproteins Nephrin nach dem Knockout von Palladin signifikant reduziert. Durch den Einsatz eines nephrotoxischen Serums wurde eine Glomerulonephritis induziert, die bei Podozyten-spezifischen Palladin-Knockout M{\"a}usen zu einer st{\"a}rkeren Sch{\"a}digung der Glomeruli im Vergleich zu den Kontrolltieren f{\"u}hrte. Dies deutet auf eine essentielle Rolle von Palladin f{\"u}r die Morphologie und Funktion der Filtrationsbarriere hin. Des Weiteren konnte anhand von Nierenbiopsien nachgewiesen werden, dass die Palladin-Expression bei Patienten, die an einer fokal segmentalen Glomerulosklerose bzw. an der diabetischen Nephropathie erkrankt waren, im Vergleich zu den Kontrollnieren deutlich verringert ist. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass Palladin sowohl in vitro als auch in vivo einen entscheidenden Einfluss auf das Aktin-zytoskelett der Podozyten und somit auf die Funktion dieser hochspezialisierten Epithelzelle hat.},
  language  = {de}
}