Transkriptionsregulation der Matrixmetalloproteinase MT1-MMP und genetische Varianten bei entzündlichen Nierenerkrankungen des Menschen

Abstract

Die Matrixmetalloproteinase MT1-MMP (MMP 14)spielt in verschiedenen Tiermodellen entzündlicher Nierenerkrankugen für die Karankheitsentstehung und deren Verlauf eine Rolle. In der vorliegenden Arbeit wurde die transkriptionelle Regulation dieses Enzyms und deren Bedeutung für Glomerulonephtirtiden beim Menschen untersucht. Die transkriptionelle Regulation der MT1-MMP wird in renalen Mesangiumzellen von zwei synergistisch wirkenden Enhancern gesteuert, einer Sp1 Bindungsstelle und einer Regulatorischen Region 1 (RR1). Letztere enthält eine Ets Bindungsstelle, welche die Transkriptionsfaktoren Elf-1 und E1AF/PEA3 bindet. In der 5' Regulationsregion konnten zwei funktionelle SNPs, -378 T/C und -364 G/T, in enger Nachbarschaft zur RR1 identifiziert werden. Das Vorliegen von SNP -378 C führt zu einer starken Verminderung der Bindung nuklärer Proteine an die RR1 und damit auch zu einer Reduktion der Enhancerfunktion. Für die entzündlichen Nierenerkrankungen Minimal-Change Glomerulonephritis (MCGN)und fokal segmentale Glomerulosklerose (FSGS) konnte eine Risikoreduktion nur für das Auftreten einer FSGS nachgewiesen werden, wenn mindestenes in einer Kopie der 5' regulatorischen Region des MT1-MMP Gens eine der beiden SNP Mutanten vorliegt. Eine Analyse der SNPs könnte somit zukünftig in der klinischen Diagnostik der FSGS von Bedeutung sein.

The matrix metalloproteinase MT1-MMP (MMP-14) is an important player in various biological processes such as wound healing, bone development, angiogenesis, inflammation, atherosclerosis, tumour invasion and metastasis. Since MT1-MMP also plays an important role in the development and resolution of experimental kidney diseases we investigated transcriptional regulation of the human MT1-MMP and the influence of single nucleotide polymorphisms (SNPs) within the promoter region of this gene in renal mesangial cells. Transcription of MT1-MMP is regulated by two enhancers, an Sp1 binding site and a regulatory region 1 (RR1). The latter contains an Ets site, which binds the transcription factors Elf-1 and E1AF but not NFAT. The 5'-regulatory region of MT1-MMP contains two SNPs (-378 T/C and -364 G/T) in close vicinity to the RR1. Occurrence of the SNP variant -378 C leads to strong inhibition of the binding of nuclear proteins to the RR1 thereby diminishing its enhancer function. Therefore we screened 500 healthy individuals and 500 patients with the inflammatory kidney diseases minimal-change-glomerulonephritis (MCGN) and focal-segmental glomerulosclerosis (FSGS) for both SNPs. Occurrence of either variant -378 C or variant -364 T in at least one copy of the MT1-MMP gene was associated with a significant risk reduction for the development of FSGS. Hence genetic testing for these SNPs might be of future diagnostic value for differentiation between these renal diseases, especially in case of sampling error in renal biopsy.