Die arterielle Hypertonie und chronische Nephropathie gehören zu den polygenetischen und multifaktoriellen Erkrankungen. Die Munich Wistar Frömter (MWF)-Ratte repräsentiert auf Grund der phänotypischen Konstellation mit Entwicklung einer arteriellen Hypertonie, frühzeitigen Albuminurie und struktureller Nierenveränderungen im Alter ein interessantes Tiermodell für die Erforschung von Herz-Kreislauf- und Nierenerkrankungen. Im Rahmen einer früheren Kosegregations- und Kopplungsanalyse zwischen der MWF- und nierengesunden spontan hypertensiven (SHR)-Ratte konnte auf RNO6 der MWF-Ratte ein wichtiger QTL mit signifikanter Kopplung für Albuminurie identifiziert werden, dessen funktionelle Bedeutung durch den konsomen MWF-6SHR-Stamm verifiziert werden konnte. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde zur weiteren Evaluation dieses Albuminurie-QTLs im isogenetischen Hintergrund des kontrastierenden SHR-Stamms der konsome SHR-6MWF-Stamm etabliert, bei dem im Vergleich zum konsomen MWF-6SHR-Stamm in reziproker Weise das RNO6 von MWF in das Genom von SHR übertragen wurde. Im Untersuchungszeitraum von der 4. bis zur 32. Woche wurde bei den konsomen SHR-6MWF-Männchen kein Unterschied der Albuminurie im Vergleich zu SHR beobachtet, während die Albuminurie der konsomen MWF-6SHR-Männchen im Vergleich zu MWF zu allen Messzeitpunkten signifikant supprimiert war (p<0,0001). Die funktionelle Relevanz des Albuminurie-QTLs auf RNO6 im isolierten SHR-Hintergrundgenom konnte somit beim konsomen SHR-6MWF-Stamm im Sinne einer Albuminuriesteigerung im Vergleich zu SHR nicht nachgewiesen werden. Der blutdruckunabhängige Effekt des Albuminurie-QTLs auf RNO6 konnte bei SHR-6MWF-Männchen im Vergleich zu beiden Parentaltierstämmen bestätigt werden. SHR-6MWF-Männchen wiesen die höchsten systolischen Blutdruckwerte auf, so dass ein niedriger Blutdruck als Ursache für die geringe Albuminurie ausgeschlossen wurde. Die Werte der Albuminurie und des systolischen Blutdrucks der SHR-6MWF-Weibchen ergaben im Vergleich zu den Parentaltier- und konsomen MWF-6SHR-Weibchen eine ähnliche stammesspezifische Verteilung wie bei den Männchen, jedoch mit einer milderen Ausprägung im Sinne des sexuellen Dimorphismus. Zur weiteren Untersuchung des Albuminurie-QTLs auf RNO6 wurde eine statistisch aussagekräftigere Kosegregations- und Kopplungsanalyse innerhalb einer (MWF x MWF- 6SHR)-F2-Population, die bis auf das rekombinierte RNO6 homozygot für MWF war, durchgeführt. Der höchste LOD-Score für den Albuminurie-QTL auf RNO6 konnte am genetischen Marker D6Rat12 für 8 Wochen alte F2-Tiere nachgewiesen werden. Die LOD-Score-Werte der 14 und 24 Wochen alten F2-Tiere kartierten am genetischen Marker D6Mit8. Die Größe des Albuminurie-QTLs konnte mit Hilfe der (MWF x MWF- 6SHR)-F2-Population anhand der 1- und 2-LOD-Intervalle im Vergleich zur früheren (MWF x SHR)-Backcross-Population verkleinert werden. Zur weiteren Eingrenzung der QTL-Größe wurden im Chromosomenbereich zwischen den genetischen Markern D6Rat1 und D6Rat30 sechs teilkongene Stämme mit zunehmend kleineren Chromosomensegmenten von SHR im isogenetischen Hintergrund von MWF etabliert. Durch die geno- und phänotypische Charakterisierung der teilkongenen Stämme wurde zwischen den Markern D6Rat12 und D6Mit8 ein diskriminierendes Intervall für die Albuminurie identifiziert, das mit einer Größe von 10,9 cM den Albuminurie-QTL auf RNO6 neu definierte. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass zwischen den Markern D6Rat12 und D6Mit8 mindestens ein oder mehrere genetische Faktoren lokalisiert sind, die mit einem starken Effekt die Albuminurie im MWF-Rattenmodell regulieren. Weiterführende Studien haben zum Ziel, über die Zucht subkongener Stämme den Albuminurie-QTL auf RNO6 der MWF-Ratte weiter einzugrenzen, um die Identifizierung Albuminurie- regulierender Gene zu ermöglichen. Gewonnene Erkenntnisse im Tiermodell können über den Homologievergleich auf den Menschen übertragen werden und dazu beitragen, neue Therapieoptionen gegen kardiovaskuläre und renale Erkrankungen beim humanen Patienten zu entwickeln.
Arterial hypertension and chronic renal disease are multifactorial and polygenetic diseases. The Munich Wistar Frömter (MWF) rat develops arterial hypertension, urinary albumin excretion (UAE) and structural renal disease and therefore represents an interesting animal model for investigation of cardiovascular und renal diseases. In a previous genetic linkage analysis between MWF and the spontaneously hypertensive rat (SHR) an important quantitative trait locus (QTL) linked to UAE was identified on rat chromosome 6 (RNO6) of MWF rat. Its functional relevance was verified by the consomic MWF-6SHR strain. For further investigation of this UAE QTL in the genetic background of SHR a reciprocal consomic SHR-6MWF strain was generated, in which the RNO6 from MWF was introgressed into the SHR rat background. Time course analysis between week 4 and 32 of UAE in males showed no differences between consomic SHR-6MWF and SHR, while UAE of consomic MWF-6SHR was significantly suppressed compared to MWF (p<0,0001). The functional relevance of the UAE QTL of RNO6 within the SHR genetic background could not be demonstrated by the consomic SHR-6MWF strain because there was no increase of UAE detected compared to SHR. Blood pressure analysis of the consomic SHR-6MWF males confirmed an independent effect from blood pressure of the UAE QTL of RNO6 compared to the parental strains MWF and SHR. SHR-6MWF males showed the highest blood pressure results therefore excluding low blood pressure causing low albuminuria. UAE and systolic blood pressure of SHR-6MWF females compared to parental and consomic MWF-6SHR females revealed a similar distribution between strains only in a lower manifestation in consequence of the sexual dimorphism. To further investigate the UAE QTL of RNO6 a statistic more powerful linkage analysis of a (MWF x MWF-6SHR) F2 population was performed. The highest LOD score of the UAE QTL on RNO6 was detected for 8 week old animals at the genetic marker D6Rat12 whereas the highest LOD score results of 14 and 24 week old animals were found at the genetic marker D6Mit8. The size of the UAE QTL could be decreased by the (MWF x MWF-6SHR) F2 population compared to the earlier linkage analysis of the (MWF x SHR) backcross population. In order to decrease the size of the UAE QTL between the genetic markers D6Rat1 and D6Rat30 six congenic strains with decreasing chromosomal segments of SHR within the genetic background of MWF were generated. The genotypic and phenotypic analysis of the congenic strains revealed an important chromosomal interval of 10,9 cM for UAE between the genetic markers D6Rat12 and D6Mit8. The results of the dissertation show that there is at least one or more genetic factors located between the genetic markers D6Rat12 and D6Mit8 that influence with a strong effect the UAE of the MWF rat. The aim of future studies is to further decrease the size of the UAE QTL on RNO6 by breeding more congenic strains to allow identification of UAE regulating genes in the MWF rat. The results can then be transferred to the humane genome to help develop new therapeutic options against cardiovascular and renal diseases in human patients.
