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Collagen expression in renal fibrosis
2021
Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2021
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University
Genehmigende Fakultät
Fak10
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2021-05-12
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2021-05394
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/820077/files/820077.pdf
Einrichtungen
- Klinik und Lehrstuhl für Innere Medizin (mit dem Schwerpunkt Nephrologie und Immunologie) (531020-2)
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
adenine nephropathy (frei) ; chronic kidney disease (frei) ; collagen (frei) ; ischemia reperfusion (frei) ; unilateral ureter obstruction (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610
Kurzfassung
In dieser Arbeit wurde eine umfassende Analyse der Kollagenexpression in fibrotischen Mausnieren erstellt. Zunächst wurden bereits publizierte, öffentlich zugängliche Array-Daten unter Verwendung von Geo2R analysiert. Zudem wurden die von Pavkovic et al. bereitgestellten Daten bezüglich Kollagenen reanalysiert. Dabei konnte ein genereller Trend zur Hochregulation von Kollagen bei Fibrose beobachtet werden. Ausnahmen waren Col27a1 (Fibrillen regulierende Kollagene), Col19a1, Col20a1, Col22a1 (FACITs), Col4a3, Col4a4 und Col4a5 (netzwerkbildende Kollagene) und Col23a1 (transmembranes Kollagen), deren Expression entweder nicht reguliert oder signifikant verringert war. In einem zweiten Schritt wurden exemplarisch Kollagene aus den verschiedenen Familien (fibrilläre Kollagene, FACITs, netzwerkbildende Kollagene, transmembrane Kollagene, Multiplexine und andere Kollagene) im Detail analysiert. Bei der Analyse der fibrillären Kollagene zeigte sich, wie bereits zuvor publiziert, dass die mRNA-Expression und die Proteinmenge von Kollagen I und III in allen drei Untersuchungen signifikant erhöht waren. Kollagen V, ein Fibrillen regulierendes Kollagen, war in den Spätstadien der Fibrose signifikant erhöht. Bei den Fibrillen assoziierten Kollagenen mit unterbrochener Tripelhelix (FACITs) konnte gezeigt werden, dass Col12a1, Col14a1 und Col16a1 eine erhöhte Genexpression aufweisen. Dies konnte für Kollagen XVI auf Proteinebene bestätigt werden. Kollagen XIX war in einigen Fibrosemodellen herunterreguliert. Kollagen VIII, das netzwerkbildende Kollagen, welches im Detail untersucht wurde, zeigte eine erhöhte mRNA-Expression und einen erhöhten Proteingehalt in den Spätstadien der murinen Fibrosemodelle. Nur ein 50 kDa schweres proteolytisches Fragment, welches in der Niere noch nicht beschrieben wurde, war signifikant herunterreguliert. Die transmembranen-Kollagene, mit Ausnahme von Col17a1, zeigten in den untersuchten murinen Fibrosemodellen keine eindeutige Regulation. Für Kollagen XXIII war der Proteinspiegel in fibrotischen Nieren erniedrigt. Es konnte auch eine 37 kDa Splice-Variante des Proteins nachgewiesen werden, die zuvor in der Niere noch nicht beschrieben wurde. Die Genexpression der Multiplexine Col15a1 und Col18a1 war erhöht. Kollagen VI, ein perlfadenbildendes Kollagen, welches im Detail untersucht wurde, zeigte ebenfalls eine erhöhte Expression auf mRNA- und Proteinebene. Zusammengenommen ergibt sich ein bisher nicht verfügbarer Überblick über die Veränderungen von Kollagenen bei Nierenfibrose. Dies kann als Grundlage für eine weitere Analyse von möglichen Funktionen dieser Kollagene dienen.In summary, a comprehensive analysis of collagen expression in fibrotic murine kidneys was performed. First, published, publicly available array data were analyzed using Geo2R, and the data provided by Pavkovic et al., 2019 were reanalyzed for collagens. A general trend towards upregulation of collagen in fibrosis was observed. Exceptions were Col27a1 (fibril-regulating collagens), Col19a1, Col20a1, Col22a1 (FACITs), Col4a3, Col4a4, and Col4a5 (network forming collagens) and Col23a1 (transmembrane collagen), whose expressions were either not regulated or significantly decreased. In a second step, exemplary collagens from the different families (fibrillar collagens, FACITs, network-forming collagens, transmembrane collagens, multiplexins and other collagens) were analyzed in detail. In the analysis of fibrillar collagens it was shown, as previously published, that the mRNA expression and protein level of collagen I and III were significantly increased in all three investigated murine fibrosis models. Collagen V, a fibril regulating collagen, was significantly increased in the late stages of fibrosis. Fibril-associated collagens with interrupted triple helices (FACITs) were shown to have increased gene expression of Col12a1, Col14a1, and Col16a1. This could be confirmed for collagen XVI also on the protein level. Collagen XIX was downregulated in some fibrosis models. Collagen VIII, the network forming collagen that was studied in detail, showed an increased mRNA expression and protein level in the late stages of the fibrosis models. Only one 50 kDa proteolytic fragment, which has not yet been described in the kidney, was significantly downregulated. The transmembrane collagens, except for Col17a1, did not show a clear regulation in the murine fibrosis models investigated. For collagen XXIII, the protein level was lowered in fibrotic kidneys. Also, a 37 kDa splice variant of the protein could be detected, which had not been described in the kidney before. The gene expression of the multiplexins Col15a1 and Col18a1 was increased. Collagen VI, a beaded-filament forming collagen, which was studied in detail, also showed an increased expression on both mRNA and protein level. Taken together, a previously unavailable overview of the changes in collagens in renal fibrosis was given, which will serve as a basis for a further analysis of possible functions of these collagens in renal fibrosis.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT020950555
Interne Identnummern
RWTH-2021-05394
Datensatz-ID: 820077
Beteiligte Länder
Germany
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