Nierenfunktion: Protein ADGRF5 liefert neue Einblicke

Forscher des Tokyo Institute of Technology und der Kyorin University in Japan haben neue Funktionen des ADGRF5-Rezeptors entdeckt. Die Ergebnisse wurden im „Journal of the American Society of Nephrology“ veröffentlicht.

Die glomeruläre Filtrationsbarriere (GFB) besteht aus drei Hauptkomponenten: glomerulären Endothelzellen (GEnCs), der glomerulären Basalmembran und Podozyten. Die GEnCs kleiden die innere Oberfläche der Kapillarwand aus und sind von einer dünnen Schicht aus Glykoproteinen und anderen kohlenhydratbasierten Bestandteilen bedeckt. Der G-Protein-gekoppelte Adhäsionsrezeptor F5 (ADGRF5), ein Transmembran-Zellrezeptor, der in GEnCs exprimiert wird, ist an der Beeinflussung der Integrität des GFB beteiligt und spielt möglicherweise eine Rolle bei seiner strukturellen und funktionellen Erhaltung.

Um die genaue Rolle von ADGRF5 bei der Aufrechterhaltung der Integrität des GFB zu klären, wurde in Japan eine gemeinsame Forschungsstudie von Wissenschaftlern des Tokyo Institute of Technology und der Kyorin University durchgeführt. Das Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Nobuhiro Nakamura und Prof. Miki Nagase führte eine Reihe von genetischen Knockout- und Knockdown-Experimenten bei Mäusen und menschlichen primären GEnCs durch, um die spezifische Rolle und die zugrunde liegenden Mechanismen von ADGRF5 bei der Aufrechterhaltung des GFB zu untersuchen. Nakamura erläutert die Motivation für diese Forschungsarbeit: „Bei unserer Analyse der Genexpressionsprofile der Nieren mit Hilfe der Nephroseq v5-Datenbank beobachteten wir eine reduzierte Expression von ADGRF5 mRNA in den Glomeruli von Patienten mit diabetischer Nephropathie. Außerdem gab es eine positive Korrelation zwischen der glomerulären ADGRF5-Expression und der geschätzten glomerulären Filtrationsrate.“

Albuminurie festgestellt

Zunächst beobachteten die Forscher die spezifische Expression von ADGRF5 in Endothelzellen, die die glomeruläre Kapillarwand auskleiden. Bei Mäusen, bei denen ADGRF5 genetisch ausgeschaltet wurde, war die glomeruläre Basalmembran durch morphologische Anomalien wie Aufspaltung und Verdickung der glomerulären Basalmembran und GEnC-Ablösung beeinträchtigt. Die Gesamtintegrität der GFB war stark beeinträchtigt, was zu Albuminurie führte. Das Knockdown des ADGRF5-Gens in primären GEnCs von Mäusen bzw. Menschen zeigte zudem Veränderungen in der Expression von Genen, die für die Aufrechterhaltung der Integrität des GFB entscheidend sind. Insbesondere wurde durch Knockout/Knockdown von ADGRF5 die Expression von Typ-IV-Kollagenen (Col4a3 und Col4a4) signifikant herunterreguliert. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass KLF2 (Krüppel-like factor 2) hochreguliert ist.

Zusammengenommen unterstreichen die Ergebnisse die kritischen Funktionen von ADGRF5 bei der Aufrechterhaltung der Integrität des GFB, so die Autoren. Nakamura betont die potenzielle Bedeutung der Forschungsarbeit: „Diese Studie enthüllt einen neuartigen Mechanismus zur Aufrechterhaltung der GFB. Die Erkenntnisse über die Rolle von ADGRF5 tragen zum Verständnis glomerulärer Erkrankungen bei und leisten einen wichtigen Beitrag zum Fortschritt der zukünftigen Forschung.“

Die Entschlüsselung der neuen Funktionen des ADGRF5-Rezeptors könnte bei der Entwicklung von Behandlungen von Störungen der glomerulären Filtrationsbarriere, insbesondere der Proteinurie, helfen, heißt es abschließend.