Zelluläre Regulationsmechanismen der Reningenexpression durch Vasokonstriktoren am Beispiel von Angiotensin II und Endothelin 3

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	28 May 2002
Referee:	Armin (Prof. Dr.) Kurtz
Date of exam:	27 April 2001
Institutions:	Biology, Preclinical Medicine > Institut für Physiologie > Prof. Dr. Armin Kurtz
Keywords:	Renin , Renin-Angiotensin-System , Angiotensin II , Endothelin , Promotor <Genetik> , , renin , renin-angiotensin-system , angitensin II , endothelin , promoter
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 570 Life sciences
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	9921

Abstract (German)

Angiotensin II führt in vivo im Sinne eines negativen Feedbackmechanismus zu einer Hemmung der Reningenexpression. Wie dieser Effekt auf zellulärer Ebene gesteuert wird ist bis dato noch unbekannt. Die vorliegende Arbeit untersuchte einen möglichen direkten zellulären Effekt von Angiotensin II und die daran beteiligten zellulären und molekularen Wirkungsmechanismen. Als Modellsystem wurde die ...

Abstract (German)

Angiotensin II führt in vivo im Sinne eines negativen Feedbackmechanismus zu einer Hemmung der Reningenexpression. Wie dieser Effekt auf zellulärer Ebene gesteuert wird ist bis dato noch unbekannt. Die vorliegende Arbeit untersuchte einen möglichen direkten zellulären Effekt von Angiotensin II und die daran beteiligten zellulären und molekularen Wirkungsmechanismen. Als Modellsystem wurde die juxtaglomeruläre Zelllinie As4.1 verwendet, die durch transgene Tumorgenese von Sigmund et al. (1990) mittels eines SV40 T-Antigens aus einem Nierentumor der Maus isoliert wurde. Als Untersuchungsmethoden wurde der RNase Protection Assay zur Bestimmung des Renin mRNA Levels, ein Radioimmunoassay zur Bestimmung der Reninfreisetzungsrate und ein Dual Luciferase Assay zur Bestimmung der Renin-Promotorakktivität (Ren-1C - Promotor) verwendet.
Es zeigte sich, dass ANGII zu einer zeit- und dosisabhängigen (EC50 100 nmol/l) Abnahme des Renin mRNA Levels auf ca 35 des Kontrollwertes und der Reninekretion auf ca. 50 des Kontrollwertes führt. Dieser Effekt konnte durch den Protein Kinase C (PKC) Inhibitor Bisindolylmaleimide I signifikant abgeschwächt werden. Der PKC Aktivator Phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA, EC50 10 nmol/l) immitierte den ANGII Effekt. Während ANGII bzw. PMA keinen Effekt auf die Renin mRNA Stabilität vermittelten führten beide Substanzen zu einer signifikanten Hemmung der Renin Promotoraktivität. Die für die Hemmung der Renin Promotoraktivität verantwortlichen regulatorischen Elemente dürften im Bereich der ersten 2.8 kb des 5`-flankierenden Bereichs des Ren-1C Promotors lokalisiert sein. Anhand von Mutationsstudien konnte eine Beteiligung von zwei im proximalen Promotorbereich lokalisierter AP1- Bindungsstellen (- 16/-22 und -141/-147) ausgeschlossen werden.
Die vorliegende Arbeit konnte zeigen, dass ANG II direkt über den PKC Signaltransduktionsweg in den JG-Zellen zu einer Hemmung der Reningenexpression führt.

Translation of the abstract (English)

Background/Aims: Angiotensin II (ANGII) causes the inhibition of renin gene expression in vivo which is considered as a physiologically important negative feedback control mechanism of the renin-angiotensin-system (RAS). How this particular effect is managed at the cellular level is yet unknown. Our study therefore aimed to determine whether ANGII exerts a direct cellular effect on renin gene ...

Translation of the abstract (English)

Background/Aims: Angiotensin II (ANGII) causes the inhibition of renin gene expression in vivo which is considered as a physiologically important negative feedback control mechanism of the renin-angiotensin-system (RAS). How this particular effect is managed at the cellular level is yet unknown. Our study therefore aimed to determine whether ANGII exerts a direct cellular effect on renin gene expression and if so to characterize the cellular and molecular mechanisms being involved.
Methods: Using the mouse juxtaglomerular cell line As4.1, the effect of ANGII were determined by ribonuclease protection assay for renin mRNA levels, by radioimmunoassay for renin secretion and by luciferase reporter assay for the promotor activity of the mouse ren-1C promotor.
Results: We found that ANGII time and dose (EC50 100 nmol/l) dependently decreased renin mRNA levels to about 35 of the control level and prorenin secretion to about 50 of the control level. This effect was attenuated by the protein kinase C (PKC) inhibitor bisindolylmaleimide I and completely mimicked by the PKC activator phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA, EC 10 nmol/l). Whilst ANG II and PMA displayed no influence on renin mRNA stability both factors inhibited renin-promotor activity. The inhibitory regulatory elements appear to reside within the first 2.8 kb of the untranslated 5´-region of the mouse renin-1C gene but they are not related to the two canoncial AP-1 binding sites at positions (-16 to -22) and (-141 to -147).
Conclucion: Our findings suggest, that ANGII acts directly via the PKC pathway on renal juxtaglomerular cells to inhibit renin gene transcription. Since the PKC pathway can be activated by a variety of hormones it represents a powerful and likely rather important downstream pathway in the control of renin gene expression.

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