Die Identifizierung von microRNA und ihre Funktionsweisen unterliegen weltweit intensiver Forschung. MicroRNA sind kleine, nicht kodierende RNA-Moleküle, die durch Watson-Crick-Basenpaarung an der Target-mRNA die Translation inhibieren. Hierbei kann eine microRNA mehrere Gene gemeinsam mit weiteren microRNA regulieren. Es ist bereits bekannt, dass durch microRNA pathologische Vorgänge in Zellen bei verschiedenen Erkrankungen moduliert werden können. Zur Untersuchung der Rolle von microRNA bei chronischen Nierenerkrankungen und Albuminurie ist die Munich Wistar Frömter-Ratte (MWF-Ratte) ein geeignetes Tiermodell. Sie entwickelt u. a. eine spontane progressive Albuminurie bei moderater Hypertonie. In Vorarbeiten der Arbeitsgruppe konnten 11 Quantitative Trait Loci (QTL) für Albuminurie im Genom der MWF-Ratte detektiert werden. In der vorliegenden Dissertation sollen in diesen QTL microRNA bzw. ihre Target-Gene identifiziert werden, die eine wichtige Rolle für die Entwicklung einer Albuminurie bei MWF-Ratten spielen. Hierfür wurde ein Microarray-Profiling der aus den extrahierten Glomeruli-Isolaten von MWF-Ratten gewonnenen microRNA durchgeführt und die microRNA quantifiziert. Als Referenzstamm dienten Glomeruli-Isolate des Referenzstamms SHR. Das Alter der Tiere wurde auf 8 beziehungsweise 24 Wochen festgelegt, da in diesen Altersstufen eine progressive Albuminurie beim MWF-Modell beobachtet wird. Die anschließende Konfirmierung der differentiell exprimierten microRNA erfolgte mittels quantitativer Realtime-PCR. Von den im Microarray-Profiling ermittelten 13 microRNA mit gesteigerten oder geminderten Expressionsleveln konnten insgesamt neun microRNA konfirmiert werden. Im Alter von acht Wochen wiesen insgesamt fünf microRNA miR-150, miR-497, miR-351, miR-145, miR-195 einen Expressionsanstieg und drei microRNA miR-200a, miR-192, miR-194 einen Expressionsabfall auf. Im Alter von 24 Wochen konnte nur für miR-130a eine verminderte Expression im Vergleich zum gleichalten SHR-Stamm in der Konfirmierungsanalyse detektiert werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass die identifizierten und konfirmierten microRNA nicht in einem der bekannten Albuminurie-QTL der MWF-Ratte kartieren. Daher wurden diese microRNA mittels algorithmischer Analyse mit in einem wichtigen QTL auf Rattenchromosom 6 kartierenden Genen abgeglichen. Die microRNA wurden einzeln in Bezug auf ihr pathologisches Potential und in Bezug auf ihre jeweilige Pathogenität in der Niere im Kontext des aktuellen wissenschaftlichen Standes intensiv diskutiert. Die in dieser Dissertation identifizierten microRNA könnten als Grundlage für weitere experimentelle Arbeiten zur Klärung von genetischen Ursachen von chronischen Nierenerkrankungen bzw. Albuminurie, als Biomarker renaler Prozesse oder Targeting-Therapien zur Behandlung von Krankheiten wie Neoplasien oder chronischen Organveränderungen dienen.
The identification of microRNA and their way of functioning are the object of intense research. MicroRNA are small, non-coding RNA molecules that inhibit translation of the target-mRNA via Watson-Crick base pairing. One micro-RNA can regulate several genes together with further microRNA. It is known that pathological processes in cells can be modulated by microRNA. The Munich Wistar Frömter rat (MWF) is an adequate model for research on the role of microRNA in chronic kidney diseases and albuminuria. It develops spontaneous progressive albuminuria and mild hypertension. The work group’s preceding research detected eleven Quantitative Trait Loci (QTL) for albuminuria in the genome of the MWF rat. This dissertation aims to identify microRNA or their target genes in these QTL that play an important role for the development of albuminuria in MWF rats. To this end, a microarray-profiling was conducted of the microRNA obtained from the extracted glomeruli-isolates of MWF-rats, and thus the microRNA were quantified. The glomeruli isolates of the SHR rat served as a reference strain. The animals were either eight or twenty-four weeks old, as these are the ages at which one can observe a progressive albuminuria in the MWF model. The subsequent confirmation of the differentially expressed microRNA was carried out via quantitative Realtime-PCR. Of the thirteen microRNA that were detected through the microarray-profiling, nine microRNA were confirmed. At the age of eight weeks, a total of five microRNA showed an increase in expression: miR-150, miR-497, miR-351, miR-145, miR-195; and three showed a decrease in expression: miR-200a, miR-192, miR-194. At the age of twenty-four weeks, it was only miR-130a that showed a reduced expression in the confirmation analysis. The results of this dissertation thesis show that the identified microRNA do not map to any of the known albuminuria-QTL. For this reason, using algorithmic analysis, the identified microRNA were compared to genes that map to rat chromosome 6 in an important QTL. The microRNA were each discussed in detail with reference to their pathological potential as well as to their respective pathogenicity in the kidney in the context of current scientific research. The microRNA that were identified in this dissertation thesis could serve as a basis for further experimental work that aims to clarify genetic causes of chronic kidney diseases or albuminuria; they can also serve as biomarkers for renal processes or targeting therapies for the treatment of illnesses such as neoplasia or chronic changes in organs.
