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Einfluss der Transkriptionsfaktoren Dach1, MafB und Foxc2 auf die Differenzierung Parietaler Epithelzellen (PECs) zu Podozyten

  • Bei der Untersuchung verschiedener chronischer Nierenerkrankungen in den letzten Jahrzehnten zeigte sich, dass Podozyten als Bestandteil der glomerulären Filtrationsbarriere häufig in die Pathomechanismen involviert sind, wobei ein Verlust ihrer besonderen Architektur aus interdigitierenden Fußfortsätzen (effacement) und auch die Ablösung einzelner Podozyten von der glomerulären Basalmembran beobachtet werden können. Da es sich um postmitotische Zellen handelt, kann ein Verlust nur durch eine Hypertrophie verbleibender Zellen ausgeglichen werden. Nach wie vor ist nicht eindeutig geklärt, ob ein Ersatz stattfindet und wenn ja, welche Zellen dafür verantwortlich sind. Seit einigen Jahren sind die PECs in den Fokus der Aufmerksamkeit gerückt und es konnte gezeigt werden, dass sie sich unter bestimmten Bedingungen zu Podozyten-ähnlichen Zellen differenzieren, aber auch einen negativen Einfluss im vorgeschädigten Glomerulum durch ein profibrotisches Potential ausüben können. In dieser Arbeit wurden drei Transkriptionsfaktoren (Dach1, MafB und Foxc2) in PECs transfiziert. Für alle drei konnte in der Vergangenheit eine Bedeutung in der Nieren-bzw. Podozytenentwicklung gezeigt werden. Es sollte untersucht werden, ob einer der drei Transkriptionsfaktoren eine Differenzierung der PECs zu Podozyten in vitro induzieren könnte. Auch der Einfluss der jeweiligen Faktoren untereinander wurde untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Transfektion mit pMafB-tGFP einen signifikanten Dach1-Anstieg in PECs bedingte. Hinsichtlich der Expression von F Aktin, α-Tubulin und dem Podozyten-spezifischen Transkriptionsfaktor WT-1 in PECs zeigte sich bildmorphologisch kein Hinweis für einen möglichen Einfluss von Dach1, MafB und Foxc2 in PECs. Allerdings konnte durch die Überexpression von Dach1 in PECs ein signifikanter Anstieg des Podozyten-spezifischen Proteins Synaptopodin beobachtet werden. Des Weiteren kam es zu einer Herunterregulation von Pax-2, was insofern bedeutsam ist, als dass auch Podozyten eine verminderte Pax-2-Expression aufweisen. Es zeigte sich außerdem eine verminderte Expression von Caveolin-1 und β-Catenin. Während Ersteres eher als ein Zeichen des profibrotischen und somit negativen Potentials gewertet werden könnte, ähnelt die Herunterregulation von β-Catenin wiederum dem Status von Podozyten. Zusammenfassend bestätigt die Arbeit das Differenzierungspotential von PECs zu Podozyten und zeigt, dass Dach1 in vitro ein entscheidender Faktor dafür ist.
  • In the last decades it has been shown that podocytes are involved in the development and progress of chronic kidney diseases. They are part of the glomerular filtration barrier, the loss of their characteristic architecture leads to effacement of foot processes and detachment. Podocytes are postmitotic cells, if they are lost, a cell hypertrophy is the only mechanism proposed for compensation. Today, it is not finally proven whether another kind of compensation exists and which cells could be involved. In the last years, the parietal epithelial cells (PECs) were discussed to be intrarenal progenitor cells. They might have a potential for differentiation, on the other hand it has been shown that an inadequate activation contributes to the development and progression of sclerotic lesions in the glomeruli. In this study the PECs were transfected with three plasmids encoding for Dach1, MafB and Foxc2. The importance for the development of the podocytes has been shown in the past. It was studied whether one of these three factors could initiate a differentiation towards podocytes. In addition, the influence of one transcription factor on the others was studied. After the expression of MafB in PECs a significant higher expression of Dach1 has been detected. No changes in the expression of F-Aktin, α-Tubulin or WT-1 were shown, however, the expression of Dach1 in PECs induced an up-regulation of the podocyte-specific protein synaptopodin. Moreover, the expression of Dach1 required a lower expression of Pax-2, Caveolin-1 and β-Catenin. The down-regulation of Pax-2 and β-Catenin seems to be a remark for a potential for differentiation towards podocytes, whereas the down-regulation of Caveolin-1 could be a kind for a profibrotic potential. In summary, this study confirms the potential for a differentiation from PECs to podocytes and shows that Dach1 is a key factor for this process in vitro.

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Metadaten
Author: Franziska Döring
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-30384
Title Additional (English):Influence of the transcription factors Dach1, MafB and Foxc2 on the differentiation of parietal epithelial cells (PECs) to podocytes
Referee:Prof. Dr. Nicole Endlich, Prof. Dr. Sebastian Bachmann
Advisor:Prof. Dr. Nicole Endlich
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2018
Date of first Publication:2019/09/10
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2019/08/29
Release Date:2019/09/10
Tag:Dach1, Parietale Epithelzellen
GND Keyword:Differenzierung, Podocyte
Pagenumber:82
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Anatomie und Zellbiologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit