Title Izražaj posrednika signalnog puta koštanih morfogenetskih proteina i biljega diferencijacije podocita u dijabetičnoj nefropatiji : doktorska disertacija Author Tamara Turk Mentor Željka Crnčević Orlić (mentor) Mentor Ivana Marić (mentor) Committee member Nives Jonjić (predsjednik povjerenstva) Committee member Dragica Bobinac (član povjerenstva) Committee member Vanja Zjačić Rotkvić (član povjerenstva) Committee member Željka Crnčević Orlić (član povjerenstva) Committee member Ivana Marić (član povjerenstva) Granter University of Rijeka Defense date and country 2010-04-26, Croatia Scientific / art field, BIOMEDICINE AND HEALTHCARE Universal decimal classificationUDC ) 616 - Pathology. Clinical medicine Abstract UVOD: Dijabetična nefropatija (DN) je karakterizirana smanjenim izražajem koštanog morfogenetskog proteina 7 (prema engl. bone morphogenetic protein, BMP-7), smanjenim brojem podocita kao i smanjenim izražajem biljega njihove diferencijacije. Izvanstanični antagonisti BMP signalnog puta poput CTGF-a (prema engl. connective tissue growth factor) i SOSTDC1 (prema engl. sclerostin domain-containing-1) važne su odrednice BMP signalne aktivnosti u glomerulu.
CILJ našeg istraživanja bio je ispitati izražaj posrednika signalnog puta koštanog morfogenetskog proteina 7 (BMP-7) i biljega diferencijacije podocita u dijabetičnoj nefropatiji na materijalu humanih bubrega i pokusnih životinja.
MATERIJAL I METODE: U radu smo ispitali BMP signalnu aktivnost u glomerulima na humanom materijalu i u životinjskom modelu DN, tj. u bubrezima dijabetičnih i kontrolnih CTGF+/+ i CTGF+/- miševa. Izražaj posrednika BMP-7 signalnog puta, odnosno, pSmad 1/5/8 vizualiziran je metodama imunohistokemije i imunofluorescencije te je povezan s izražajem čimbenika promjene BMP signalne aktivnosti tj. s CTGF te SOSTDC1, ali i s biljezima diferencijacije podocita WT1 (prema engl. Wilms' tumor suppressor gene), sinaptopodinom i nefrinom. Svi podaci statistički su obrađeni korištenjem programa GraphPad Prism software za Windows, version 4.01.
REZULTATI: U humanim i mišjim glomerulima, pSmad signalna aktivnost lokalizirana je pretežno u podocitima. U dijabetičnim glomerulima humanih bubrega postoji statistički značajno manji broj pSmad pozitivnih podocita (9.2 vs. 41.6 u kontrolnim glomerulima; p<0,01). Broj podocita izražen kao pozitivno bojenje WT1 smanjen je u dijabetičnim bubrezima (14.3 vs 41.2 u kontrolnim uzorcima, p<0,01). Izražaj sinaptopodina i nefrina, biljega diferencijacije podocita, također je snižen u skupini dijabetičnih glomerula (p<0,01 za nefrin i p<0,05 za sinaptopodin). Podociti su jedine stanice koje ispoljavaju pozitivan signal CTGF-a i SOSTDC1-a, poznatijih, i kao modulatora BMP signalne aktivnosti. Našim istraživanjem ustanovili smo da je izražaj SOSTDC1 smanjen u glomerularnom odjeljku dijabetičnih glomerula te da postoji usporedno sniženje SOSTDC1 i pSmad 1/5/8 s brojem podocita (R=0,96, p<0,01). Suprotno tome, izražaj CTGF-a, drugog ispitivanog modulatora BMP signalne aktivnosti, je povećan u skupini dijabetičnih bubrega (11.1 v.s 3.8 u kontrolnim uzorcima, p<0,01) i povezan je sa smanjenjem izražaja pSmad 1/5/8 te WT1, sinaptopodina i nefrina. Nadalje, delecija jednog CTGF alela u pokusnih životinja pokazala je očuvanje BMP signalne aktivnosti u skupini dijabetičnih miševa, nasuprot gubitku izražaja posrednika BMP-7 signalnog puta u dijabetičnih jedinki s punom ekpresijom oba CTGF alela.
ZAKLJUČAK: Gubitak broja podocita kao i smanjenje biljega njihove diferencijacije u svezi je sa smanjenom aktivnosti signalnog puta koštanih morfogenetskih proteina u humanom i eksperimentalnom modelu dijabetične nefropatije i povezano je s pojačanim izražajem CTGF-a, ali ne i SOSTDC1.
Abstract (english) INTRODUCTION: Diabetic nephropathy (DN) is characterized by decreased expression of bone morphogenetic protein-7 (BMP-7) and decreased podocyte number and differentiation. Extracellular antagonists such as connective tissue growth factor (CTGF) and sclerostin domain-containing-1 (SOSTDC1) are important determinants of BMP signalling activity in glomeruli.
AIM: The primary goal of our study was to investigate the expression pattern of pSmad1/5/8, a down stream signalling target of BMP-7 signalling pathway as well as to study the changes of podocyte differentiation markers: synaptopodin and nephrin in human and experimental diabetic nephropathy.
MATERIAL AND METHODS: We studied BMP signalling activity in glomeruli from diabetic patients and non-diabetic individuals and from control and diabetic CTGF+/+ and CTGF+/- mice. BMP signalling activity was visualized by pSmad1/5/8 immunostaining, and related to the expression of CTGF, SOSTDC1, and the podocyte differentiation markers WT1 (Wilms' tumor suppressor gene), synaptopodin and nephrin. The statistical analysis was performed using Graphpad Prism software for Windows, version 4.01.
RESULTS: In human and mouse glomeruli, pSmad1/5/8 was observed mainly in podocytes. In diabetic glomeruli, the number of pSmad1/5/8 positive podocytes was decreased (9.2 vs. 41.6 in controls; p<0,01). The number of podocytes, visualized by positive WT1 nuclear signal, was reduced (14.3 vs 41.2 in controls, p<0,01). Synaptopodin and nephrin staining intensity and positive surface area per podocyte were reduced in diabetic glomeruli (p<0,01 for nephrin and p<0,05 for synaptopodin). BMP-inhibitors CTGF and SOSTDC1 were expressed exclusively in podocytes. SOSTDC1 staining intensity was reduced in diabetic glomeruli, together with loss of pSmad1/5/8. The number of SOSTDC1 positive cells decreased in parallel with the loss of podocytes (R=0,96, p<0,01). In contrast, CTGF expression was strongly increased in diabetic glomeruli (11.1 v.s 3.8 in controls, p<0,01), in association with loss of pSmad1/5/8, nephrin, synaptopodin, and WT1. Moreover, deletion of one CTGF allele preserved pSmad1/5/8 as well as nephrin expression in mice with DN. CONCLUSION: Loss of podocyte number and differentiation is associated with reduced BMP signaling in human and experimental DN, which might relate to overexpression of CTGF, but not to SOSTDC1.
Keywords
bubreg
dijabetična nefropatija
glomerul
podociti
koštani morfogenetski proteini
Keywords (english)
kidney
diabetic nephropathy
glomerulus
podocytes
bone morphogenetic proteins
Language croatian URN:NBN urn:nbn:hr:188:212797 Project Number: 062-0620226-0208 Study programme Title: Biomedicine Postgraduate (doctoral) study programme Type of resource Text Extent 122 str. File origin Born digital Access conditions Closed access Terms of use Repository Repository of the University of Rijeka Library Created on 2017-01-19 17:00:22
