Die Genfamilie der Vps10p-Rezeptoren umfaßt eine neuartige Gruppe von Proteinen im Säugerorganismus, welche strukturelle Homologie mit Endozytose- und Sortingrezeptoren aufweist. Hohe Expressionsraten für SorLA, einem Mitglied der Vps10p-Rezeptorgenfamilie, findet man unter anderem im Gehirn, im Rückenmark, in der Lunge und in der Niere, dennoch ist dessen physiologische Funktion bisher weitgehend unbekannt. Zur näheren Aufklärung der Rolle von SorLA im Gehirn und in der Niere wurde einerseits die Interaktion mit dem Amyloid Precursor Protein (APP) im Gehirn näher untersucht, anderseits erfolgte eine phänotypische Analyse der Nierenfunktion SorLA-defizienter Mäuse im Vergleich zu Wildtypmäusen. APP spielt eine zentrale Rolle bei der Pathogenese von Morbus Alzheimer. Hier erfolgt nach enzymatischer Proteolyse von APP durch die b- und g-Sekretase die Freisetzung des Spaltprodukts b-Amyloid, welches bei übermäßiger Produktion bzw. bei verminderter Abbaurate extrazellulär aggregieren und akkumulieren kann (amyloidogener Weg). In Folge dessen kommt es zur Apoptose der umliegenden Neuronen was schließlich zum Ausfall der betroffenen Gehirnbereiche führt. Diese Prozesse kennzeichnen die Alzheimer-Krankheit. Von elementarer Bedeutung für die Proteolyse des APP ist der intrazelluläre Transport des Proteins, da APP bei veränderter zellulärer Lokalisation einer alternativen Prozessierungskaskade unterliegt. Dieser Weg, auch bezeichnet als nicht-amyloidogener Weg, wird durch die Proteolyse mit der a-Sekretase eröffnet und führt nicht zur Bildung und Ablagerung des Amyloidpeptids. Er verhindert so die Ausbildung der Alzheimer-Krankheit. Anhand von Zellkulturstudien und mit Hilfe eines SorLA-gendefizienten Mausmodells konnte gezeigt werden, daß SorLA wesentlich am zellulären Transport von APP beteiligt ist. Die Untersuchungen belegten, daß SorLA direkt an APP bindet und dessen Lokalisation derart beeinflußt, daß es sowohl einer geringeren amyloidogenen als auch nicht-amyloidogenen Prozessierung unterliegt. In Gegenwart von SorLA konnte im Zellkulturmodell die Menge an b-Amyloid40 sowie die an sAPPa/b (Spaltprodukte nach Proteolyse durch die a- oder b-Sekretase) drastisch reduziert werden. In Abwesenheit von SorLA (im gendefizientes Mausmodell) ließ sich eine deutliche Zunahme an sAPPa und b-Amyloid40/42, im Vergleich zu Kontrolltieren, verzeichnen. Die Analyse des Nierenphänotyps SorLA-defizienter Mäuse wies Defekte der Salzrückresorption, der Aldosteronhomöostase und der Blutdruckregulation auf. Nähere Untersuchungen verschiedener Ionentransporter lassen einen Fehlregulation des Natrium-Kalium-Chlorid-Cotransporters-2 (NKCC2) vermuten. Darüberhinaus führt eventuell die fehlende Expression von SorLA in der Nebenniere zur Beeinträchtigung der Aldosteronausschüttung, was eine Hypokaliämie und Hypertonie zur Folge hat. Der hier beobachtete Phänotyp ist vergleichbar mit Symptomen des primären Hyperaldosteronismus.
The Vps10p-receptor gene family is a novel group of proteins sharing structural homology to endocytosis and sorting receptors. The physiological function of SorLA, a member of the Vps10p-receptor gene family, is so far unknown. High expression levels were detected in neuronal tissue, lung and kidney. To investigate the role of SorLA in the brain, interaction of SorLA with amyloid precursor protein (APP) was analysed in mouse brain. In addition to that the kidney phenotype of sorla-deficient mice was examined to gain a better understanding of the SorLA function in the kidney. APP plays a central role in the pathogenesis of Alzheimer s disease. Enzymatic proteolysis of APP by b- and g-secretases liberates b-amyloid, a small peptide which can aggregate in the extracellular space in case of overproduction or reduced clearance (amyloidogenic pathway). b-amyloid aggregates are neurotoxic and lead to apoptosis of surrounding neurons resulting in malfunction of the affected brain areas. The intracellular transport of APP is of particular importance for its proteolysis, since processing cascades are highly dependent on the cellular localisation of APP. Alternative to the amyloidogenic pathway APP can undergo the non-amyloidogenic pathway which is initiated by a-secretase cleavage within the amyloid sequence and thereby preventing production and aggregation of b-amyloid peptide. Amyloidogenic processes are not necessarily pathogenic but imbalance of amyloidogenic to non-amyloidogenic processes leads to Alzheimer s disease. Using cell culture system and a sorLA- deficient mouse model the influence of SorLA on APP trafficking is demonstrated in this thesis. SorLA binds directly to APP and affects its localisation leading to reduced amyloidogenic as well as non-amyloidogenic APP processing. In the presence of SorLA the amount of APP processing products (sAPPa/b, b-Amyloid) is decreased in cell culture system. In parallel to that absence of SorLA (sorLA-deficient mouse model) results in increased APP processing as shown by larger amounts of sAPPa and b-amyloid in gene deficient mice in comparison to control mice. As a second part of the thesis the kidney phenotype of sorLA-deficient mice was analysed and revealed defects in salt reabsorption, aldosterone homeostasis and blood pressure regulation. Detailed analysis of different ion transporters suggested misregulation of sodium- potassium-chloride cotransporter 2 (NKCC2). Furthermore, lack of SorLA expression in the adrenal gland impairs the aldosterone secretion, resulting in hypokalaemia and hypertension. The observed phenotype is similar to symptomes of primary hyperaldosteronism.
