Adenininduzierte Nierenschädigungen in Mäusen: Bedeutung, Expressionsstärke und Lokalisation von LCN2 und Kim1

URN to cite this document:: urn:nbn:de:bvb:355-epub-768490
DOI to cite this document:: 10.5283/epub.76849

Nafz, Pascal

License: Creative Commons Attribution 4.0
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Date of publication of this fulltext: 06 Jun 2025 08:51

Details

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	6 June 2025
Referee:	Prof. Dr. Charlotte Wagner
Date of exam:	27 May 2025
Institutions:	Biology, Preclinical Medicine > Institut für Physiologie Biology, Preclinical Medicine > Institut für Physiologie > Prof. Dr. Wolf Hayo Castrop
Keywords:	CKD, Adenin, Mäuse, Kim1, LCN2, GFR, Expression, Lokalisation,
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 570 Life sciences 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	76849

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Abstract (German)

Abstract (German)

In den letzten Jahrzehnten trat die Bedeutung von LCN2 und KIM1 als Biomarker für renale Schädigungen in den Vordergrund. Beim akuten Nierenschaden lieferten viele Studien sehr vielversprechende Ergebnisse. Der Ablauf der renalen Schädigung bei chronischen Nierenerkrankungen unterscheidet sich zum Teil erheblich vom Verlauf beim akuten Schaden. Daher wären auch Untersuchungen eines möglichen Zusammenhangs der beiden Marker mit der Schwere des Schadens im Zuge der CKD notwendig. Hierbei stellte sich LCN2 als vielversprechender Marker heraus. Bei bestimmten Arten der CKD scheint ein Zusammenhang zwischen der KIM1-Expression und der GFR und anderen Nierenfunktionsparametern zu bestehen. Daher sind weiterführende Untersuchungen von KIM1 sinnvoll. Hierfür werden auch Tiermodelle benötigt um die KIM1-Expression genauer untersuchen zu können. Das Adeninmodell ist ein etabliertes Modell zur Induktion einer CKD, welches aufgrund seiner relativ einfachen Durchführung gut reproduzierbar ist. Ob die KIM1-Expression im Adeninmodell im Zusammenhang mit der renalen Schädigung steht, war bislang unklar.
Die Induktion eines Nierenschadens mittels Adenin führte zu einem Anstieg der KIM1-Expression in den proximalen Tubuli. Dabei war die Expression jedoch nur segmentär erhöht. Kohybridisierungen mit Kollagen 1 und histologische Untersuchungen des Gewebes ergaben, dass es sich um die geschädigten Nierenabschnitte handelte. In der Erholungsphase nahm die KIM1-Expression schnell ab und scheint in einem engen zeitlichen Zusammenhang mit der Nierenschädigung im Adeninmodell zu stehen.
Des Weiteren konnte während der Beobachtung keine extrarenale KIM1-Produktion festgestellt werden. Es ist von einer hohen Nierenspezifität von KIM1 auszugehen.
Ein eindeutiger Zusammenhang der KIM1-Protein-Konzentrationen im Urin und im Plasma mit der GFR konnte nicht nachgewiesen werden. Jedoch eignete sich die KIM1-Konzentration im Urin gut um eine Schädigung der Niere anzuzeigen.
Auch die LCN2-Expression nahm während der Adeningabe stark zu und erreichte nach den drei Wochen der Erholung wieder nahezu die basalen Werte. Die LCN2-Konzentrationen im Urin und im Plasma scheinen mit der GFR assoziiert zu sein. Sowohl Plasma- als auch Urin-Konzentration spiegeln den renalen Schaden wider. In der Niere wird LCN2 im distalen Tubulus und in den Sammelrohren exprimiert. Eine Anreicherung von LCN2-Protein im proximalen Tubulus konnte nicht beobachtet werden. Weiterhin konnte keine Erhöhung der extrarenalen LCN2-Expression festgestellt werden.

Translation of the abstract (English)

Over the past decades, the significance of KIM1 and LCN2 as biomarkers for renal damage has become a primary focus. In cases of acute kidney injury (AKI), many studies have yielded very promising results. The process of renal damage in chronic kidney disease (CKD) differs substantially from the progress observed in AKI. Therefore, investigations into a possible correlation between these two markers and the severity of renal damage in the context of CKD are also necessary. In this regard, LCN2 has proven to be a promising marker. Since a relationship between KIM1 expression and GFR and other renal function parameters appears to exist in certain types of CKD, further studies on KIM1 are warranted. Animal models are also needed to examine the details of the expression of KIM1. The adenine model is an established model to induce CKD, which is easily to reproduce due to its relatively simple implementation. Whether KIM1 expression in the adenine model is related to renal damage has so far been unclear.
The induction of kidney damage using adenine led to an increase in KIM1 expression in the proximal tubules. However, the expression was only segmentally elevated. Hybridizations with collagen 1 and histological examinations of the tissue showed that these areas corresponded to the damaged parts of the kidney. During the recovery, KIM1 expression decreased rapidly and appears to be closely associated with acute renal damage in the adenine model.
Furthermore, no extrarenal production of KIM1 was observed during the study. Hence, a high renal specificity of KIM1 can be assumed.
A clear correlation between KIM1 protein concentrations in urine and plasma with GFR could not be established. However, urinary KIM1 levels are well suited to indicate renal injury.
Additionally, LCN2 expression increased significantly during adenine administration and returned to near baseline levels after three weeks of recovery. LCN2 concentrations in urine and plasma seem to be associated with GFR. Both plasma and urine concentrations reflect renal damage. In the kidney, LCN2 is expressed in the distal tubule and collecting ducts. An accumulation of LCN2 protein in the proximal tubule was not observed. Furthermore, no increase in extrarenal LCN2 expression could be detected.

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