Fibronectin (FN) is a major constituent of the renal fibrillar extracellular matrix (ECM). To explore FN's specific functions in the interstitium of the kidney, mutant mice with induced FN deficiency were generated applying a tamoxifen-dependent Cre/LoxP system. Newborn CAGG-Cre-ERTM/Fnfl/fl mice were treated with tamoxifen eye drops. By the third postnatal day (P3) treatment resulted in a substantial (ca. 90 %) loss of FN and its mRNA in kidney and liver as seen by quantitative RT-PCR and Western blot analysis. The loss caused a dramatic reduction of immunoreactivity for fibrillar FN in the renal interstitium consistent with loss of both cellular (kidney-derived) and plasma (liver-derived) FN. FN loss resulted in the formation of cyst-like structures at the cortex-medulla transitional area. The localization correlated with the area of highest renal FN expression and deposition in normal mice as seen by in situ hybridization and immunohistochemistry. In mutant mice the structures rapidly expanded replacing after one week most of the normal kidney parenchyma. The cyst-like structures were not lined by tubular epithelium but by interstitial cells and were not connected with the lumen of tubuli. In addition, they contained non-fibrillar extracellular matrix components that were visualized by hyaluronan synthase and alcian-blue staining. Overall, the findings indicated that the cyst-like structures resulted from a rapid expanding interstitial edema. The edema did not result from changes in renal blood capillaries that showed an essentially normal network in both medulla and cortex. In addition, no changes were observed in the formation of capillary fenestrae. Instead, a significant reduction in the number of LYVE-1 positive migratory cells and putative lymphangioblasts was observed within the medulla of FN-deficient mice. The observation was consistent with failure of lymphovasculogenesis resulting in attenuated formation of lymphatic capillaries that normally occurs in the first postnatal week. In support of this assumption was the finding that induced deficiency of FN in one-week-old mice with an established network of lymphatic capillaries did not cause obvious structural changes in the kidney.
In summary the findings strongly indicate that the major function of renal FN is to provide an interstitial scaffolding that allows the migration of lymphangioblasts to form the normal network of renal lymphatic capillaries. The formation of renal lymphatic vessels occurs by FN-dependent lymphangiovasculogenesis.

Fibronectin (FN) ist ein Hauptbestandteil der fibrillären extrazellulären Matrix (ECM) der Niere. Um die spezifischen Funktionen von FN im Interstitium der Niere zu erforschen, wurden mutierte Mäuse mit induziertem FN-Mangel unter Anwendung eines tamoxifenabhängigen Cre/LoxP-Systems erzeugt. Neugeborene CAGG-Cre-ERTM/Fnfl/fl Mäuse wurden mit Tamoxifen-Augentropfen behandelt. Die Behandlung führte am dritten postnatalen Tag (P3) zu einem erheblichen Verlust (ca. 90 %) von FN und seiner mRNA in Niere und Leber, wie durch quantitative RT-PCR und Western-Blot-Analysen nachgewiesen wurde. Der Verlust führte zu einer drastischen Reduktion der Immunreaktivität für fibrilläres FN im Niereninterstitium, was mit dem Verlust sowohl von zellulärem (nierenstammendem) als auch von Plasma-FN (leberstammendem) übereinstimmte. Der FN-Verlust resultierte in der Bildung von zystenartigen Strukturen im Übergangsbereich zwischen Cortex und Medulla. Diese Lokalisation korrelierte mit dem Bereich der höchsten FN-Expression und -Ablagerung in normalen Mäusen, wie durch In-situ-Hybridisierung und Immunfluoreszenz gezeigt wurde. Bei den mutierten Mäusen breiteten sich die Strukturen schnell aus und ersetzten nach einer Woche den größten Teil des normalen Nierenparenchyms. Die zystenartigen Strukturen waren nicht von Tubulusepithel ausgekleidet, sondern von interstitiellen Zellen und waren nicht mit dem Lumen der Tubuli verbunden. Zudem enthielten sie nicht-fibrilläre Bestandteile der extrazellulären Matrix, die durch Hyaluronsäure-Synthase und Alcianblau-Färbung sichtbar gemacht wurden. Insgesamt deuteten die Befunde darauf hin, dass die zystenartigen Strukturen durch ein sich schnell ausbreitendes interstitielles Ödem entstanden. Das Ödem resultierte nicht aus Veränderungen der Nierenblutkapillaren, die sowohl in der Medulla als auch im Cortex ein im Wesentlichen normales Netzwerk zeigten. Zudem wurden keine Veränderungen bei der Bildung von Kapillarfenstern beobachtet. Stattdessen wurde eine signifikante Reduktion der Anzahl LYVE-1-positiver wandernder Zellen und mutmaßlicher Lymphangioblasten innerhalb der Medulla von FN-defizienten Mäusen festgestellt. Diese Beobachtung stimmte mit einem Versagen der Lymphvasculogenese überein, was zu einer verminderten Bildung von Lymphkapillaren führte, die normalerweise in der ersten postnatalen Woche erfolgt. Unterstützt wurde diese Annahme durch die Feststellung, dass ein induzierter FN-Mangel bei einwöchigen Mäusen mit einem bereits bestehenden Netzwerk von Lymphkapillaren keine offensichtlichen strukturellen Veränderungen in der Niere verursachte.

Zusammenfassend deuten die Ergebnisse stark darauf hin, dass die Hauptfunktion von renalem FN darin besteht, ein interstitielles Gerüst bereitzustellen, das die Migration von Lymphangioblasten ermöglicht, um das normale Netzwerk von renalen Lymphkapillaren zu bilden. Die Bildung von renalen Lymphgefäßen erfolgt durch FN-abhängige Lymphangiovasculogenese.