Universität zu Köln

Heinlein, Karim (2023). Die Rolle von Bag3 bei der Mechanosensation und Mechanoprotektion in Podozyten. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Podozyten sind terminal differenzierte, postmitotische Zellen, deren Funktion und Überleben für die Aufrechterhaltung der renalen Filtrationsbarriere essentiell sind. Als postmitotische Zellen sind sie nur begrenzt regenerationsfähig, sehen sich aber – selbst unter physiologischen Bedingungen – durch den pulsatilen Blutdruck und die Filtration einer andauernden mechanischen Belastung ausgesetzt. Bislang unvollständig geklärt ist, wie es Podozyten gelingt, dieser mechanischen Belastung ein Leben lang stand zu halten und welche Adaptions-/ Reparaturmechanismen ihnen bei erhöhter Belastung zur Verfügung stehen. Ein potenzielles Schlüsselprotein für das Verständnis der podozytären Mechanobiologie ist das Co-Chaperon BCL2-associated athanogen 3 (BAG3). BAG3 und seine interagierenden Proteine konnten bereits in anderen Zellarten (z.B. Muskelzellen und Neuronen) als zentrale Bausteine der Mechanoprotektion gestresster postmitotischer Zellen identifiziert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmalig die Rolle des mechanoprotektiven Co-Chaperons BAG3 im Podozyten beleuchtet. Zunächst wurden zwei unterschiedliche a-BAG3 Antikörper erfolgreich für Immunfluoreszenz, Immunoblot, Immunpräzipitation und Massenspektrometrie validiert. Dabei handelte es sich um ein polyklonales Antiserum aus Kaninchen und einen monoklonalen Maus Antikörper. Im Anschluss konnte die Expression von BAG3, sowohl in kultivierten Podozyten als auch in Podozyten in vivo nachgewiesen werden. BAG3 ist dabei vornehmlich im Zytosol, aber auch im Zellkern der Zellen zu finden. Im Glomerulum, der mikrovaskulären Filtrationseinheit der Niere, exprimieren neben Podozyten auch weitere Zellarten BAG3. BAG3 ist also nicht spezifisch im Podozyten vorhanden. Massenspektrometrische Untersuchungen in einer humanen Podozytenzelllinie gaben zudem Aufschluss über interagierende Proteine von BAG3 unter basalen Stressbedingungen. Unter den bereits bekannten Interaktoren waren insbesondere Hsc70 und HSPB8 interessant. Diese sind gemeinsam mit BAG3 über den Weg der chaperone assisted selective autophagie (CASA) an der Mechanoprotektion gestresster Zellen beteiligt. Zudem konnten weitere, bislang unbekannte Interaktoren von BAG3, wie die Enzyme RhoA und DNM2, identifiziert werden. Von diesen Enzymen ist bereits bekannt, dass sie wichtige Rollen bei der Aufrechterhaltung des Aktinzytoskeletts spielen. Im Rahmen dieser Arbeit konnten durch Untersuchungen der Mutation BAGP209L zudem erste Hinweise für eine Rolle von BAG3 in der Entstehung podozytärer Erkrankungen gefunden werden. Die gesammelten Daten deuten darauf hin, dass BAG3 eine Rolle in der Regulation des podozytären Aktinzytoskeletts spielen könnte. Die genauen Aufgaben des BAG3-Proteinkomplexes, sowie die Folgen einer BAG3 Mutation für die glomeruläre Physiologie und die Rolle von BAG3 als therapeutischem Target sollten Gegenstand zukünftiger Forschung sein.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Heinlein, Karim karimheinlein@gmail.com UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-646678
Series Name at the University of Cologne:	Elektronische Schriftenreihe der Universitäts- und Stadtbibliothek Köln
Date:	2023
ISSN:	2191-849X
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	CECAD - Cluster of Excellence Cellular Stress Responses in Aging-Associated Diseases
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language BAG3 UNSPECIFIED Podozyten UNSPECIFIED Mechanoprotektion UNSPECIFIED
Date of oral exam:	23 November 2022
Referee:	Name Academic Title Schermer, Bernhard Prof. Dr. Niessen, Carien Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/64667