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Salzverlusttubulopathie in einer Mauslinie mit Nullmutation des Clcnk2 Gens
Salzverlusttubulopathie in einer Mauslinie mit Nullmutation des Clcnk2 Gens
Der Anionenkanal ClC Kb/2 ermöglicht die Chloridresorption an der basolateralen Membran der Tubulusepithelzellen des dicken aufsteigenden Teils der Henle-Schleife und der Pars convoluta des distalen Tubulus der Niere. Funktionelle Mutationen des für diesen Kanal kodierenden Clcnkb Gens sind assoziiert mit dem humanen Bartter Syndrom Typ III. Dabei handelt es sich um eine autosomal rezessiv-vererbte Salzverlusttubulopathie mit hypokaliämischer Alkalose, Entwicklungsstörung, Polyurie und Hyperprostaglandinurie sowie sekundärem Hyperaldosteronismus. Um die Regulations- und Resorptions¬funktion des ClC Kb/2 Kanals in vivo zu untersuchen, wurde für die vorliegende Arbeit eine ClC K2 defiziente Mauslinie generiert. Dies geschah durch die Firma Cyagen Biosciences, Santa Clara, USA, mittels der TALEN Technik. Die ClC K2 defizienten Tiere wurden in der erwarteten Mendelschen Verteilung geboren und waren alle überlebensfähig. Allerdings zeigten KOs von Beginn an eine Wachstums- und Entwicklungsstörung. Das 24h Urinvolumen war bei ClC K2 / Tieren um das Vierfache erhöht gegenüber den Wildtyptieren. Dementsprechend war auch die Urinosmolarität deutlich reduziert. Während eines 24-stündigen Wasserentzugs zeigten KOs nur einen leichten Anstieg der Urinosmolarität und einen deutlich höheren Verlust des Körpergewichts im Vergleich zu den Wildtypen. Die renale Natriumausscheidung war bei ClC K2 / Mäusen größer und die Natriumkonservierung im Niedrigsalzdiät-Versuch merklich eingeschränkt. Der Salzverlust der ClC K2 / Mäuse zog ein reduziertes Plasmavolumen, erniedrigten Blutdruck, eine leicht verringerte glomeruläre Filtrationsrate, eine erhöhte renale Prostaglandin-E2-Synthese und eine massive Stimulation des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems nach sich. Außerdem zeigten die KOs eine reduzierte Sensitivität für das Schleifendiuretikum Furosemid und eine komplette Resistenz gegen das Thiazid Hydrochlorothiazid. Abschließend lässt sich sagen, dass die hier untersuchten ClC K2 defizienten Mäuse in fast allen Aspekten das humane Bartter Syndrom Typ III widerspiegeln. Im Vergleich zu anderen Tiermodellen der übrigen Bartter Syndrome, besonders bezüglich des letalen Phänotyps der NKCC2- und ROMK-defizienten Stämme, war der Phänotyp dieser Mauslinie weniger schwerwiegend. Dieser geringere Schweregrad ist vergleichbar mit der Situation der Bartter III Patienten. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass der ClC Kb/2 Kanal großen Anteil an der transepithelialen Salzresorption im dicken aufsteigenden Teil der Henle-Schleife und an der renalen Konzentrierungsfähigkeit hat. Die noch verbleibende Restfunktion des TAL in ClC K2 defizienten Mäusen, lässt die Vermutung zu, dass hier ein alternativer Chloridausgang an der basolateralen Seite existiert. Am wahrscheinlichsten handelt es sich hierbei um den nahe verwandten ClC Ka/1 Kanal. Anders als im TAL, scheint ClC Kb/2 in der Pars convoluta des distalen Tubulus alleine für die basolaterale Chloridleitfähigkeit verantwortlich zu sein und folglich ist die Salzresorption in diesem Nephronabschnitt direkt von der Funktionsfähigkeit des ClC Kb/2 abhängig.
Clcnk2, ClC-K2, TALEN, Bartter
Grill, Alexandra
2017
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Grill, Alexandra (2017): Salzverlusttubulopathie in einer Mauslinie mit Nullmutation des Clcnk2 Gens. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

Der Anionenkanal ClC Kb/2 ermöglicht die Chloridresorption an der basolateralen Membran der Tubulusepithelzellen des dicken aufsteigenden Teils der Henle-Schleife und der Pars convoluta des distalen Tubulus der Niere. Funktionelle Mutationen des für diesen Kanal kodierenden Clcnkb Gens sind assoziiert mit dem humanen Bartter Syndrom Typ III. Dabei handelt es sich um eine autosomal rezessiv-vererbte Salzverlusttubulopathie mit hypokaliämischer Alkalose, Entwicklungsstörung, Polyurie und Hyperprostaglandinurie sowie sekundärem Hyperaldosteronismus. Um die Regulations- und Resorptions¬funktion des ClC Kb/2 Kanals in vivo zu untersuchen, wurde für die vorliegende Arbeit eine ClC K2 defiziente Mauslinie generiert. Dies geschah durch die Firma Cyagen Biosciences, Santa Clara, USA, mittels der TALEN Technik. Die ClC K2 defizienten Tiere wurden in der erwarteten Mendelschen Verteilung geboren und waren alle überlebensfähig. Allerdings zeigten KOs von Beginn an eine Wachstums- und Entwicklungsstörung. Das 24h Urinvolumen war bei ClC K2 / Tieren um das Vierfache erhöht gegenüber den Wildtyptieren. Dementsprechend war auch die Urinosmolarität deutlich reduziert. Während eines 24-stündigen Wasserentzugs zeigten KOs nur einen leichten Anstieg der Urinosmolarität und einen deutlich höheren Verlust des Körpergewichts im Vergleich zu den Wildtypen. Die renale Natriumausscheidung war bei ClC K2 / Mäusen größer und die Natriumkonservierung im Niedrigsalzdiät-Versuch merklich eingeschränkt. Der Salzverlust der ClC K2 / Mäuse zog ein reduziertes Plasmavolumen, erniedrigten Blutdruck, eine leicht verringerte glomeruläre Filtrationsrate, eine erhöhte renale Prostaglandin-E2-Synthese und eine massive Stimulation des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems nach sich. Außerdem zeigten die KOs eine reduzierte Sensitivität für das Schleifendiuretikum Furosemid und eine komplette Resistenz gegen das Thiazid Hydrochlorothiazid. Abschließend lässt sich sagen, dass die hier untersuchten ClC K2 defizienten Mäuse in fast allen Aspekten das humane Bartter Syndrom Typ III widerspiegeln. Im Vergleich zu anderen Tiermodellen der übrigen Bartter Syndrome, besonders bezüglich des letalen Phänotyps der NKCC2- und ROMK-defizienten Stämme, war der Phänotyp dieser Mauslinie weniger schwerwiegend. Dieser geringere Schweregrad ist vergleichbar mit der Situation der Bartter III Patienten. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass der ClC Kb/2 Kanal großen Anteil an der transepithelialen Salzresorption im dicken aufsteigenden Teil der Henle-Schleife und an der renalen Konzentrierungsfähigkeit hat. Die noch verbleibende Restfunktion des TAL in ClC K2 defizienten Mäusen, lässt die Vermutung zu, dass hier ein alternativer Chloridausgang an der basolateralen Seite existiert. Am wahrscheinlichsten handelt es sich hierbei um den nahe verwandten ClC Ka/1 Kanal. Anders als im TAL, scheint ClC Kb/2 in der Pars convoluta des distalen Tubulus alleine für die basolaterale Chloridleitfähigkeit verantwortlich zu sein und folglich ist die Salzresorption in diesem Nephronabschnitt direkt von der Funktionsfähigkeit des ClC Kb/2 abhängig.