Das Geheimnis des Salztransports mit einem Nierenmodell lösen
Nieren steuern den Salz- und Wasserhaushalt und beeinflussen den hämodynamischen Status des Körpers. Der Blutdruck kann steigen, wenn die Nieren nicht in der Lage sind, das Salz auszuscheiden, und es ist bekannt, dass Mutationen, die den Salztransport verändern, Bluthochdruck verursachen. Allerdings bleibt der Mechanismus der Steuerung des Salztransports unklar. Das EU-finanzierte Projekt NOVEL KIDNEY MODEL (Zebrafish model to study human hypertension) entwickelte ein System, um die Aktivität des NaCl-Cotransporters (NCC) im Detail zu untersuchen. Die Wissenschaftler nutzten die einfache Organisation des Pronephros, um die Signalproteine für die NCC-Aktivität zu modellieren. Der Pronephros ist ein Ausscheidungsorgan, das der ersten Stufe der Nierenentwicklung bei Wirbeltieren entspricht. Mit seiner Homologie zu vielen Nephron-Segmenten bei Säugetieren ist der Pronephros ein nützliches Modell für den Salztransport in den Nieren. Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf die in situ-Untersuchung von thiazid-sensitivem NCC. Sie entwickelten einen neuartigen Antikörper, der auf das Zebrafisch-Homolog von NCC gerichtet ist: SLC12A3. Dieser Antikörper identifizierte das Zielprotein im späten distalen Tubulus im Zebrafisch-Pronephros. Ähnlich wie bei seinem Säugetier-Analog wurde der Cotransporter durch Phosphorylierung an seinem Aminoterminus aktiviert. Das Ausschalten von SLC12A3 führte zu Entwicklungsstörungen bei den Fischen. In Brackwasser (leicht salzig) veränderte sich bei den Zebrafischen die Expression von SLC12A3. Ein weiteres Teil des Puzzles, mit dem sich das Modell befasste, war der WNK-Kinase-Komplex, der Veränderungen der intrazellulären Salzkonzentration erfasst und diese Informationen an Salz-Cotransporter übermittelt, um die zelluläre Homöostase aufrecht zu erhalten. Im Projekt wurde bestätigt, dass das Ausschalten der WNK-Kinase zu vorzeitiger Mortalität führte, und diese Defekte konnten mit WNK4-RNA umgekehrt werden. Neben dem Zebrafisch-Modell studierten die Wissenschaftler einen homologen NCC-Cotransporter (SLC12A3) in einem Mausmodell. Sie untersuchten die Cotransporter-Regulierung durch diätetische Kaliumzufuhr und die daraus resultierenden Auswirkungen auf den Blutdruck. Die Ergebnisse zeigten, dass die Cotransporter-Aktivierung WNK4 und SPAK-Kinasen dazu bringt, sich zu charakteristischen punktuellen Strukturen im distalen Konvolut in Mäusen zu verbinden. In der Fortsetzung der Studie arbeiten die Wissenschaftler daran, die Art dieser Strukturen mithilfe von Immunfluoreszenz, Immunfärbung und Immunpräzipitation zu identifizieren, um die Ergebnisse zu finalisieren. Das Ergebnis des Projekts soll vorhandene widersprüchliche Daten über die physiologische Rolle von Salz-Cotransportern und Mechanismen im Zusammenhang mit Bluthochdruck aufklären.
Schlüsselbegriffe
Salztransport, Niere, Bluthochdruck, Zebrafisch, Pronephros
