Regulation von Transient Receptor Potential Canonical Typ 3-Kanälen (TRPC3) bei chronischer Niereninsuffizienz

Abstract

Bei chronischer Niereninsuffizienz handelt es sich um einen langsamen, über Monate oder Jahre voranschreitenden Verlust der Nierenfunktion. Chronisches Nierenversagen wird als das Terminal- oder Endstadium einer chronischen Nierenkrankheit bezeichnet, das durch eine Nierenleistung von 15 % der Norm oder darunter gekennzeichnet ist. Transient Receptor Potential Canonical (TRPC)-Kanäle sind membranständige Kationenkanäle und beeinflussen zahlreiche zelluläre Prozesse, indem sie den Calciumeinstrom ermöglichen. Calcium ist als universeller, intrazellulärer Botenstoff an der Aufrechterhaltung lebensnotwendiger Zellfunktionen beteiligt. TRPC-Kanäle wurden in einer Vielzahl von Geweben nachgewiesen, u.a. in peripheren Monozyten. Die vorliegende Arbeit soll sich mit der Regulation von Transient Receptor Potential Canonial Typ 3-Kanälen bei chronischer Niereninsuffizienz, d.h. mit der Expression der TRPC3-Kanäle in humanen Monozyten sowie deren Einfluss auf die extrazelluläre Calciumkonzentration befassen. Mit der vorliegenden Arbeit soll u.a. die Frage beantwortet werden ob ein Dialysetherapieverfahren die Expression der TRPC3-Kanäle beeinflusst. Die quantitative Bestimmung von TRPC Kanal-Proteinen in Monozyten von Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz und gesunden Kontrollpersonen erfolgte durch quantitativen in-cell Western assay unter Verwendung des Odyssey Infrared Imaging System (Li-Cor Bioscience). Die extrazeluläre Calciumkonzentration wurde durch Anwendung von Fura-2 mittlels Fluoreszenzspektrophotometrie bestimmt. Es wurde eine erhöhte TRPC3 Kanal-expression bei Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz beobachtet. Zugleich wurde unter Stimulation mit OAG ein signifikant erhöhter Calciumeinstrom in die Zellen festgestellt. In dieser Arbeit ergab sich eine signifikante inverse Korrelation zwischen der Serum-Calcium-Konzentration und der TRPC3 Kanal-Protein-Expression. sowie auch eine signifikante positive Korrelation zwischen der glomerulären Filtrationsrate (GFR) und der Serum Calcium-Konzentration. Die Ergebnisse dieser Arbeit belegen eine erhöhte TRPC3 Kanalexpression bei chronischer Niereninsuffizienz, sowie eine positive Korrelation zwischen der glomerulären Filtrationsrate und der Serum Calcium- Konzentration. Schlüsselwörter: Transient Receptor Potential Canonical Kanäle, intra/extrazelluläres Calcium, chronisches Nierenversagen.

Objective: It is unknown whether extracellular calcium may regulate the expression of transient receptor potential canonical type 3 (TRPC3) channels in patients with chronic kidney disease. Methods: Using quantitative in-cell Western assay we compared the expression of TRPC3 channel protein in monocytes from in 20 patients with chronic kidney disease and 19 age- and sex-matched healthy control subjects. Results: We observed a significant increase of TRPC3 channel protein expression in patients with chronic kidney disease compared to healthy control subjects (normalized expression, 0.42±0.06 vs. 0.19±0.03; p<0.01). Expression of TRPC3 was significantly inversely correlated with estimated glomerular filtration rats (Spearman r=-0.41) or serum calcium concentration (Spearman r=-0.34). During a hemodialysis session serum calcium concentration significantly increased whereas the expression of TRPC3 significantly decreased. In vitro studies confirmed that higher calcium concentrations but not magnesium, barium or sodium concentrations significantly decreased TRPC3 expression in human monocytes. Conclusion: This study indicates that reduced extracellular calcium concentrations upregulate TRPC3 channel protein expression in patients with chronic kidney disease.