Harnbildung: Regulations-Netzwerk identifiziert

20. März 2015
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Wird im Mausmodell der Transkriptionsfaktor GRHL2 abgeschaltet, verändert sich in der Niere die Barrierefunktion der auskleidenden Epithelzellen. Gleichzeitig verringert sich die Weite des Lumens der Nierenkanälchen. Diese Erkenntnisse zeigen einen wichtigen Vorgang der Harnbildung.

Im Mittelpunkt ihrer Untersuchungen steht der Transkriptionsfaktor grainyhead-like 2 (GRHL2). Er steuert die Entstehung und den Zusammenhalt der Epithelzellen, wie die Forschungsgruppe von Prof. Schmidt-Ott vor wenigen Jahren herausgefunden hatte. Jetzt haben die Forscher gezeigt, dass dieser Genregulator auch in den Nieren eine Rolle spielt.

Ein Transkriptionsfaktor-Tandem

Die Untersuchungen ergaben, dass GRHL2 vor allem in den Sammelrohren der Niere und in deren embryologischen Vorläufern, den Ur-Nierengängen und der Ureterknospe gebildet wird. In Zellkulturen von Sammelrohrzellen und in Ur-Nierengängen von Mausembryonen schalteten die Forscher den Transkriptionsfaktor aus, um zu sehen, welche Funktion er für die Nieren hat. Das Ergebnis: Fehlt er, verändert sich die Barrierefunktion der auskleidenden Epithelzellen und es verringert sich die Weite des Lumens der Nierenkanälchen.

Doch arbeitet der Transkriptionsfaktor GRHL2 nicht alleine, wie die Forscher weiter herausfanden. Er tut sich zusammen mit einem weiteren Transkriptionsfaktor, ovo-like 2 (OVOL2), den er aber auch reguliert. Dieses Tandem steuert sowohl ein Gen, das wichtig für die Abdichtung von Epithelzellverbänden ist (Claudin 4) und damit eine undurchlässige Barriere gewährleistet, als auch ein weiteres Gen (Rab 25), welches das innere Milieu des Lumens steuert. Claudin 4 und Rab 25 steuern gemeinsam die Aufweitung des Lumens. Damit haben Annekatrin Aue, Dr. Christian Hinze und Prof. Dr. Kai Schmidt-Ott einen neuen Signalweg in der Niere entdeckt.

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Niere eines Mausembryos. Die Zellkerne sind grün und der Transkriptionsfaktor Grhl2 ist rot angefärbt. Foto: Katharina Walentin; © MDC

Barrierefunktion und Lumenbildung im Untersuchungsfokus

Die Steuerung von Barrierefunktion und Lumenbildung in den Nierenkanälchen ist wichtig für die normale Nierenentwicklung und für die Nierenfunktion, spielt aber auch eine Rolle für die Entstehung von Nierenzysten, bei denen sich die Hohlräume der Nierenkanälchen krankhaft aufweiten und damit auch das umliegende Nierengewebe schädigen. Inwieweit die Erkenntnisse der Forscher klinisch relevant sind, müssen weitere Forschungen zeigen.

Originalpublikation:

A Grainyhead-Like 2/Ovo-Like 2 Pathway Regulates Renal Epithelial Barrier Function and Lumen Expansion
Annekatrin Aue et al.; Journal of the American Society of Nephrology, doi: 10.1681/ASN.2014080759; 2015

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