Titel: Loss of P3h2 gene causes thin basement membrane nephropathy in mice
Sprache: Englisch
Autor*in: Aypek, Hande
Schlagwörter: glomerular filtration barrier; podocytes; glomerular basement membrane; P3H2; thin basement membrane nephropathy
Erscheinungsdatum: 2020
Tag der mündlichen Prüfung: 2020-11-23
Zusammenfassung: 
GFB is the decisive filter to generate primary urine. It is composed of a fenestrated endothelium, GBM, podocytes and SD. Secreted proteins (Col4, LM-521, nidogen, and agrin) from GECs and podocytes generate the meshwork structure of the GBM. It works as a scaffold to support these two cells and provides cellular cross-talk to keep the dynamic structure of the GFB in homeostasis. Disruption of the GFB leads to proteinuria and microhematuria.
A P3H2 gene mutation was identified in a nephrotic syndrome patient cohort by using an expression-based candidate gene approach. P3H2 encodes Prolyl 3-Hydroxylase 2 (P3H2), a post-translational Col4 modifier that hydroxylases the 3’ of prolines in Col4 sub-chains in the ER. P3H2’s relevance for glomerular homeostasis is unknown. Therefore, we aimed to investigate its effect on GBM and GFB homeostasis. We generated P3h2∆Pod mice line and P3H2 KO immortalized human podocyte cell lines. Characterization of these mice revealed that the absence of P3H2 in podocytes induces TBMN phenotype with thinner GBM than wild type mice and the development of microhematuria and microalbuminuria over time. Sclerosis in glomeruli, podocyte loss and podocyte hypertrophy were observed at 48w of age in KO mice. There was FSGS development in P3h2∆Pod mice over time. ECM and GBM proteomics of P3H2 KO cell lines and mice indicated a disrupted in the regulation of Col4 sub-chains and its interaction partners (Col18a1 and nidogens).
In conclusion, P3H2 is the first identified GBM modulator causing TBMN phenotype in mice and inducing FSGS over time. P3H2 might affect proper Col4 biosynthesis or stability explaining the observed phenotype on a molecular level.

Die GFB ist der entscheidende Filter zur Erzeugung von Primärurin. Sie besteht aus einem fenestrierten Endothel, GBM, Podozyten und der SD. Sezernierte Proteine (Col4, LM-521, Nidogen und Agrin) aus GECs und Podozyten erzeugen die Netzstruktur der GBM. Sie fungiert als Gerüst zur Unterstützung dieser beiden Zelltypen und vermittelt zellulären Crosstalk, um die dynamische Struktur der GFB in der Homöostase zu halten. Eine Störung der GFB führt zu Proteinurie und Mikrohämaturie.
Eine P3H2-Genmutation wurde in einer Patientenkohorte mit nephrotischem Syndrom unter Verwendung eines expressions-basierten Kandidatengenansatzes identifiziert. P3H2 codiert Prolyl-3-Hydroxylase 2 (P3H2), einen posttranslationalen Col4 modifikator, der die 3'-Proline in Col4-Subketten im endoplasmatischen Retikulum hydroxyliert. Die Relevanz von P3H2 für die glomeruläre Homöostase ist unbekannt. Daher wollten wir die Auswirkungen auf die GBM- und GFB-Homöostase untersuchen. Wir erzeugten eine P3h2∆Pod-Mauslinie und P3H2-KO-immortalisierte menschliche Podozytenzelllinien. Die Charakterisierung dieser Mäuse ergab, dass das Fehlen von P3H2 in Podozyten einen progressiven Phänotyp der dünnen Basalmembran-Nephropathie (TBMN) mit dünnerem GBM als bei Wildtyp-Mäusen und die Entwicklung von Mikrohämaturie und Mikroalbuminurie im Laufe der Zeit induziert. Sklerose von Glomeruli, Podozytenverlust und Podozytenhypertrophie wurden im Alter von 48 W von KO-Mäusen beobachtet. Im Laufe der Zeit gab es eine FSGS-Entwicklung bei P3h2∆Pod-Mäusen. Die ECM- und GBM-Proteomik von P3H2-KO-Zelllinien und -Mäusen zeigte eine gestörte Regulation der Col4-Subketten und ihrer Interaktionspartner (Col18a1 und nidogene).
Zusammenfassend ist P3H2 der erste identifizierte GBM-Modulator, der bei Mäusen einen TBMN-Phänotyp verursacht und im Laufe der Zeit FSGS induziert. P3H2 könnte die ordnungsgemäße Col4-Biosynthese oder -Stabilität beeinflussen und den beobachteten Phänotyp auf molekularer Ebene erklären.
URL: https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/8773
URN: urn:nbn:de:gbv:18-ediss-89434
Dokumenttyp: Dissertation
Betreuer*in: Huber, Tobias
Ehmke, Heimo
Enthalten in den Sammlungen:Elektronische Dissertationen und Habilitationen

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