Das entwicklungsabhängige Expressionsmuster von Kaliumkanälen in der Niere

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	18 August 2011
Referee:	Prof. Dr. Richard Warth
Date of exam:	2 August 2011
Institutions:	Biology, Preclinical Medicine > Institut für Physiologie > Prof. Dr. Richard Warth
Keywords:	Kaliumkanäle, Niere, Maus, Entwicklungsmuster, Real-time PCR
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	21791

Abstract (German)

Im menschlichen Genom fand man 78 verschiedene Gene, welche für porenbildende Untereinheiten von Kaliumkanälen kodieren. Die unterschiedlichen Gewebe des Körpers weisen jeweils eine spezifische Ausstattung an Kaliumkanälen auf, welche an die Funktion der organtypischen Zellen angepasst ist. In der Niere spielen Kaliumkanäle eine wichtige Rolle bei Transportvorgängen, indem sie das ...

Abstract (German)

Im menschlichen Genom fand man 78 verschiedene Gene, welche für porenbildende Untereinheiten von Kaliumkanälen kodieren. Die unterschiedlichen Gewebe des Körpers weisen jeweils eine spezifische Ausstattung an Kaliumkanälen auf, welche an die Funktion der organtypischen Zellen angepasst ist. In der Niere spielen Kaliumkanäle eine wichtige Rolle bei Transportvorgängen, indem sie das Membranpotential hyperpolarisiert halten und als direkter Sekretionsweg für Kalium dienen. Darüber hinaus weiß man, dass grundlegende zellbiologische Vorgänge wie Zellproliferation und Wachstum ebenfalls an die Funktion bestimmter Kaliumkanäle gebunden sind. Allerdings ist über die molekulare Identität der renalen Kaliumkanäle und ihre Expression während der Entwicklung der Niere relativ wenig bekannt.
Ziel dieser Arbeit war es daher, die Expression von Kaliumkanälen in der Niere mittels Realtime-PCR zu untersuchen. Des Weiteren habe ich untersucht, wie sich die Expression altersabhängig ändert und ob die Kanäle bevorzugt im Cortex, der Medulla oder der Papille der Niere exprimiert werden.
Ausgehend von einer EST-basierten Vorauswahl habe ich die Expression von 24 verschiedenen Kaliumkanälen zu vier Zeitpunkten untersucht. Die Kanäle lassen sich basierend auf der Altersabhängigkeit der Expression in zwei Gruppen einteilen:

1. Kanäle, die vermutlich Transport-assoziierte Funktionen wahrnehmen
Die Expression von 12 der untersuchten Kanäle nahm - wie die von bekannten Transportproteinen - abhängig von der Nierenreifung mit dem Alter der Tiere zu.

2. Kanäle, deren Expression vermutlich Zellproliferation-assoziiert ist
Die Expression 12 weiterer Kanäle war in der adulten Niere geringer als bei sehr jungen Tieren. Die Expression dieser Kanäle könnte auch bei der Entdifferenzierung von Zellen und bei der Tumorentstehung erhöht sein.

In einem zweiten Schritt habe ich untersucht, wie stark die Kanäle in Cortex, Medulla und Papille exprimiert sind. Die erhobenen Daten geben somit eine Übersicht über das Expressionsprofil der einzelnen Kanäle und lassen in gewissem Umfang funktionelle Rückschlüsse zu. Sie können außerdem dazu dienen, den Differenzierungsgrad von kultivierten Nierenzellen einzuschätzen und stellen eine Basis für weiterführende Studien zu renalen Kaliumkanälen dar.

Translation of the abstract (English)

In the human genome one has found 78 different genes which are encoded for pore-forming subunits of potassium channels. The different tissues of the body each have a specific feature of potassium channels which are adapted on the organ-typical function of the cells. In the kidney potassium channels play an important role in transporting processes. Furthermore, we know that fundamental biological ...

Translation of the abstract (English)

In the human genome one has found 78 different genes which are encoded for pore-forming subunits of potassium channels. The different tissues of the body each have a specific feature of potassium channels which are adapted on the organ-typical function of the cells. In the kidney potassium channels play an important role in transporting processes. Furthermore, we know that fundamental biological processes, such as cell proliferation and growth also depend on the function of certain potassium channels. However, about the molecular identity of renal potassium channels and their expression during the development of the kidney is relatively little known.
The aim of this study was to evaluate the expression of potassium channels in the kidney. I also examined how the expression changes during development and whether channels prefer localisation in cortex, medulla or papilla of the kidney. This all was done by real-time PCR.
Starting from an EST-based pre-selection I examined the expression of 24 different potassium channels at four times of age.
The channels can, based on the age-dependence of expression, be divided into two groups:
1. Channels which probably perceive transport associated functions
2. Channels whose expression is probably cell-proliferation-associated
In a second step, I investigated how much the channels are expressed in cortex, medulla and papilla. The collected data are showing the expression profile of each channel. In the end one can use these as the basis of further studies on renal potassium channels.

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