Universität zu Köln

Degenhardt, Jan Christoph ORCID: 0009-0005-1107-7104 (2025). Mechanoprotektion durch BAG3-vermittelte Regulation des Zytoskeletts in humanen Podozyten. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Glomeruläre Erkrankungen sind die häufigste Ursache für einen chronisch progredienten Nierenfunktionsverlust. Glomeruläre Schädigungen betreffen den Nierenfilter und gehen mit einer Proteinurie einher, die einen prognostischen Faktor für den weiteren Nierenfunktionsverlust darstellt. Unter physiologischen Bedingungen ist der glomeruläre Filter impermeabel für Proteine. Er besteht aus dem glomerulären Endothel, einer Basalmembran und aus Podozyten, postmitotischen hochdifferenzierten Epithelzellen. Podozyten bilden zwischen miteinander verschränkten Fußfortsätzen die Schlitzmembran aus, einen spezialisierten Zell-Zell-Kontakt, der essenziell für die Struktur und Funktion des Filters ist. Aufgelagert auf die glomeruläre Basalmembran sind sie pulsatilem mechanischem Stress ausgesetzt. Hier könnte das Proteine BAG3 und die Chaperone des Casa Komplexes, die protektive Effekte gegen mechanischen und proteotoxischen Stress vermitteln, und die in Podozyten gegenüber anderen glomerulären Zellen verstärkt exprimiert sind, eine wichtige Rolle spielen. Daher wurden in der vorliegenden Arbeite mithilfe von LC-MS/MS basierter Proteomik und unter Verwendung einer CRISPR/Cas9-generierten BAG3-defizienten Podozytenlinie Podozyten in einem in vitro Modell zyklischem mechanischem Stress ausgesetzt, um BAG3-vermittelte mechanoprotektive Effekte in humanen Podozyten zu untersuchen. Aus BAG3 profizienten Podozyten wurde der Bag3 Komplex präzipitiert und es reicherten sich Proteine an, die mit dem Aktinzytoskelett sowie Transkription und Translation assoziiert sind. Signifikante mögliche Interaktoren nach Co-IP mit zwei verschiedenen BAG3-Antikörpern waren die regulatorischen Untereinheiten von PP-1 (protein phosphatase 1). Dieser Proteinkomplex moduliert die Kontraktilität von Aktinfasern. Mechanischer Stress führte zur Anreicherung inhibitorischer Untereinheiten von PP-1. In Anwesenheit von BAG3 führte mechanischer Stress zur vermehrten Expression von Arp2/3, einem Proteinkomplex, der eine Schlüsselrolle bei der Polymerisation von Aktin spielt. BAG3-defiziente Podozyten zeigten hingegen eine erhöhte Expression von RhoA, welches ebenfalls die Kontraktilität des Aktinzytoskeletts moduliert und mit der Bildung von Stress Fasern assoziiert ist. Kanonische Komponenten des CASA-Komplexes, HSP70 und HSPB8, konnten zwar nachgewiesen werden, wurden jedoch nicht durch mechanischen Stress verändert. Diese Ergebnisse sprechen für eine Rolle von BAG3 in der Mechanoprotektion in Podozyten, speziell bei der Regulation Zytoskelett-assoziierter Prozesse unter mechanischem Stress. Vor dem Hintergrund des Verlusts von Schlitzmembran und Fußfortsätzen in geschädigten Podozyten könnten der BAG3 Komplex und Regulatoren des Aktinzytoskeletts mögliche therapeutische Ziele bieten. Weitere Forschungsvorhaben sollten die Bedeutung Bag3-abhängiger Mechanismen in vivo untersuchen.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Degenhardt, Jan Christoph jan.degenhardt@gmail.com https://orcid.org/0009-0005-1107-7104 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-751739
Date:	2025
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Innere Medizin > Klinik II für Innere Medizin - Nephrologie, Rheumatologie, Diabetologie und Allgemeine Innere Medizin
Subjects:	Life sciences Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Podozyten UNSPECIFIED BAG3 UNSPECIFIED Mechanoprotektion UNSPECIFIED Zytoskelett UNSPECIFIED
Date of oral exam:	3 December 2024
Referee:	Name Academic Title Schermer, Bernhard Professor Dr. med. Niessen, Carien Universitätsprofessorin PhD
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/75173