Third party funded individual grant
Start date : 01.11.2017
End date : 31.10.2020
Extension date: 14.02.2023
Das Aldosteron-sensitive distale Nephron (ASDN) ist entscheidend für die Regulation der renalen Natrium- und Kaliumausscheidung. Es besteht aus dem spätdistalen Konvolut (DCT2), dem Verbindungstubulus (CNT) und dem Sammelrohr. Im ASDN sind der epitheliale Natriumkanal (ENaC) und der sekretorische Kaliumkanal ROMK (renal outer medullary K channel) hauptsächlich für die Natriumabsorption bzw. Kaliumsekretion verantwortlich. Die funktionelle Interaktion von ENaC und ROMK wird vermutlich durch eine regionale Heterogenität der Kanalregulation justiert. Ziel des Antrags ist es, die lokalisationsspezifische Regulation von ENaC und ROMK mit Fokus auf die Übergangsregionen von DCT2 zu frühem CNT (DCT2/CNT) sowie vom späten CNT zum frühen kortikalen Sammelrohr (CNT/CCD) zu untersuchen. Wir haben gezeigt, dass die ENaC-Aktivität im DCT2/CNT nicht von Aldosteron abhängig ist. Daher wollen wir Aldosteron-unabhängige Mechanismen der ENaC-Regulation im DCT2/CNT identifizieren, die für die Langzeitkontrolle des Blutdrucks relevant sein könnten. Andererseits soll die differentielle Regulation von ENaC und ROMK im DCT2/CNT im Vergleich zum CNT/CCD bei Änderungen der Kaliumdiät untersucht werden mit der Hypothese, dass die Kaliumsekretion vor allem im DCT2/CNT angepasst wird. Dazu werden Patch-Clamp-Messungen in der Ganzzell- und Outside-out-Konfiguration sowie ergänzende immunhistochemische Untersuchungen an mikrodissezierten Maustubuli durchgeführt und der Einfluss verschiedener Natrium- und Kaliumdiäten auf die ENaC- und ROMK-Aktivität im DCT2/CNT und CTN/CCD bestimmt. Zur Aufklärung von Mechanismen der ENaC- und ROMK-Regulation werden genetisch modifizierte Mausmodelle genutzt. Nephronspezifische Mineralokortikoid¬rezeptor (MR)-defiziente Mäuse und Angiotensin II type 1A (AT1A) Rezeptor-defiziente Mäuse sollen klären, ob die Aldosteron-unabhängige ENaC-Aktivität im DCT2/CNT vom MR beziehungsweise AT1A-Rezeptor abhängig ist. Vermutlich trägt die Serum- und Glukokortikoid-induzierte Kinase 1 (SGK1) und eine Inhibition der durch die Ubiquitinligase NEDD4-2 vermittelten Kanalendozytose zur ENaC-Aktivierung durch Aldosteron bei. Um mögliche lokalisationsspezifische Unterschiede der ENaC-Regulation durch SGK1 und NEDD4-2 aufzudecken, soll der stimulatorische Effekt von SGK1 auf die ENaC-Aktivität im DCT2/CNT und CNT/CCD sowie die ENaC-Funktion im ASDN von Mäusen mit nephronspezifischer NEDD4-2-Defizienz untersucht werden. Aldosteron-Synthase-defiziente Mäuse werden verwendet, um die differentielle Rolle von Aldosteron für die Regulation der ENaC- und ROMK-Aktivität in verschiedenen ASDN-Abschnitten aufzuklären. Zusammenfassend soll dieser experimentelle Ansatz zur Aufklärung der lokalisationsspezifischen Funktion und Regulation von ENaC und ROMK im DCT2/CNT im Vergleich zum CNT/CCD beitragen. Ein besseres Verständnis dieser regionalen Heterogenität wird neue Einsichten zu grundlegenden Mechanismen der renalen Natrium- und Kaliumhomöostase ermöglichen.