Die Niere ist ein zentrales Organ für die Regulation der Blutdruck- und Volumenhomöostase. Für diese Funktion ist der JGA die zentrale Regelstruktur, in der die Modulation des TGF durch verschiedene vasoaktive Enzymsysteme erfolgt. Die Bildung von PGE2 in Abhängigkeit von COX-2 und PLA2G4 in der Macula densa ist dabei einer der bedeutendsten Reaktionsschritte. Die Mechanismen der Regulation von COX-2 sowie der konsekutiven Bildung und Sekretion von Renin sind nicht vollständig bekannt. Publizierte Daten zeigen eine Regulation der Prostaglandin-Synthese durch das antiinflammatorische Protein ANXA1. So wurde gezeigt, dass ANXA1 auch im JGA exprimiert wird. Die dortige Funktion und Wirkung auf die Expression von COX-2 und Renin war jedoch noch unbekannt. Die Hypothese der hier vorliegenden Studie war, dass ANXA1 in der Macula densa in Abhängigkeit vom Salztransport reguliert wird und eine inhibitorische Wirkung auf die Biosynthese von COX-2 und Renin ausübt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass ANXA1 in der Macula densa exprimiert wird und mit den für PGE2-Synthese bedeutenden Enzymen PLA2G4 und COX-2 kolokalisiert ist. Die Regulation der ANXA1-Expression erfolgt salzabhängig, wobei eine Verminderung der Salzaufnahme in die Macula densa in eine Steigerung der Expression von ANXA1 und COX-2 resultiert. In ANXA1-/- Mäusen war die Anzahl der COX-2-positiven Zellen im JGA höher als in den Kontrolltieren, gleichzeitig war die Expression von Renin gesteigert. Diese Stimulation der Expression ist mit dem Konzept einer inhibitorischen Wirkung von ANXA1 auf die PGE2-Synthese im JGA vereinbar. Zur weiteren Aufklärung der Mechanismen wurden Zellkulturstudien durchgeführt. Kultivierte Macula densa- Zellen, in denen ANXA1 überexprimiert war, zeigten eine verminderte Konzentration von COX-2-mRNA. Analog dazu ließ sich auch nach einer Behandlung der Macula densa-Zellen mit DXM eine Verminderung der COX-2-mRNA bei gleichzeitiger Steigerung der ANXA1-mRNA und -Sekretion nachweisen. Eine pharmakologische Inhibition des ANXA1-Rezeptors Fpr1 verhinderte den DXM- Effekt auf die COX-2-Expression. Eine Stimulation des ANXA1-Rezeptors führte zu einer Verminderung der COX-2-Expression. Daher kann postuliert werden, dass ANXA1 über Bindung an seinen Rezeptor die COX-2-Expression in der Macula densa inhibiert. Diese Daten zeigen, dass ANXA1 ein wichtiger intrinsischer Regulator der COX-2-Bildung und damit der PGE2-Synthese in der Macula densa ist. Über diesen Mechanismus hemmt ANXA1 die Renin-Bildung im JGA und ist damit ein wichtiger Modulator sowohl der GFR als auch der Blutdruckregulation.
The kidney is central organ for the regulation of blood pressure and volume homeostasis. For this aim, the juxtaglomerular apparatus is the most important structure because this is where the modulation of the tubuloglomerular feedback takes place. Secretion of prostaglandin E2 is dependent on cyclooxygenase-2 and phospholipase A2 in the macula densa, furthermore it is one of the principal reaction steps. The mechanisms of cyclooxygenase-2 regulation as well as the consecutive expression and secretion of renin are not fully understood. Data of other studies show a regulation of prostaglandin synthesis by the anti-inflammatory protein ANXA1. It was shown that ANXA1 is expressed in the juxtaglomerular apparatus. The regulation of ANXA1 in the juxtaglomerular apparatus and the influence on cyclooxygenase-2 and renin expression was not known. The hypothesis of this study was that ANXA1 in the macula densa is regulated depending on salt transport and that it exerts a negative influence on the biosynthesis of cyclooxygenase-2 and renin. In this work it was shown that ANXA1 is expressed in the macula densa and that it co- locazises with phospholipase A2 and cyclooxygenase-2, the two principal enzymes for the prostaglandine E2-synthesis. The regulation of ANXA1 expression is salt-dependend. A diminished salt transport of the macula densa causes a rise of ANXA1 and cyclooxygenase-2 expression. In ANXA1-deficient mice the count of cyclooxygenase-2-positive macula densa cells is higher and the expression of renin is elevated compared to control mice. This stimulated expression fits well with the concept of inhibitory effect of ANXA1 on prostaglandin E2 expression in the juxtaglomerular apparatus. In cultivated macula densa cells an overexpression of ANXA1 causes a diminished cyclooxygenase-2-mRNA concentration. Treatment of macula densa cells with the synthetic glucocorticoid dexamethasone causes a lower cyclooxygenase-2 expression, whereas the ANXA1 expression and secretion is elevated. A pharmacologic inhibition of the ANXA1-receptor Fpr1 abolishes the dexamethasone effect on the cyclooxygenase-2 expression. For this reason it can be postulated that ANXA1 causes the inhibition of cyclooxygenase-2 expression by binding on its receptor Fpr1. This data shows that ANXA1 is an important intrinsic regulator of cyclooxygenase-2 expression and for this reason for prostaglandin E2 synthesis in the macula densa. With this mechanism ANXA1 inhibits the renin synthesis in the juxtaglomerular apparatus. Therefore, ANXA1 is an important modulator of the glomerular filtration rate and the regulation of blood pressure.
