Untersuchungen zur Expression und Regulation des niedermolekularen Hitzeschockproteins alphaB-Crystallin in der Niere in vivo und in vitro:
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adam_text | Titel: Untersuchungen zur Expression und Regulation des niedermolekularen Hitzeschockproteins Alpha-B-Cryst
Autor: Michl, Marlies
Jahr: 2008
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 1
1.1 Funktion der Niere im menschlichen Körper 1
1.2 Auswirkungen des Diuresezustands auf die interstitielle Osmolalität
im Nierenmark 4
1.3 Anpassungsmechanismen der Zellen des Nierenmarks an die extremen
Umgebungsbedingungen im Nierenmark 5
1.4 Hitzeschockproteine 6
1.5 Molekulare Chaperone 10
1.6 aB-Crystallin als kleines Hitzeschockprotein und molekulares Chaperone 12
1.7 Ziele der vorliegenden Arbeit 15
2. Material und Methoden 16
2.1 Versuchstiere und Tierhaltung 16
2.1.1 Methodik 16
2.1.2 Präparation des Nierengewebes 16
2.2 Zellkultur 16
2.2.1 Medien und Lösungen 16
2.2.2 MDCK (Madin-Darby canine kidney)-Zellen 17
2.2.3 Steriltechnik 18
2.2.4 Kultivierung und Behandlung der Zellen 18
2.2.5 Inkubation der Zellen in hypertonem Medium 19
2.2.5.1 Behandlung mit NaCl 19
2.2.5.2 Behandlung mit Harnstoff. 19
2.2.5.3 Behandlung mit Raffinose 19
2.3 Northem Blot Analyse 20
2.3.1 Lösungen und Puffer 20
2.3.2 RNA-Isolierung 23
2.3.3 Bestimmung der RNA-Konzentration 23
2.3.4 Denaturierende Agarose-Gelelektrophorese 24
2.3.5 „Blotting 24
2.3.6 Hybridisierung 25
2.3.7 Immunodetektion 26
2.3.8 „Stripping der Membran 26
I
Inhaltsverzeichnis
2.4 Sodium Dodecyl Sulfat-Polyacrylamid Gelelektorphorese (SDS-PAGE)
und Westem Blot Analyse 2
2.4.1 Lösungen und Puffer 27
2.4.1.1 SDS-PAGE 27
2.4.1.2 Western Blot Analyse 28
2.4.2 Antikörper 29
2.4.3 Herstellung von Lysaten aus Gewebeproben und kultivierten Zellen 29
2.4.3.1 Gewebeproben 29
2.4.3.2 MDCK-Zellen 30
2.4.4 Bestimmung der Proteinkonzentration nach Bradford 30
2.4.5 SDS-PAGE 31
2.4.6 „Blotting 32
2.4.7 Immunodetektion 32
2.4.8 „Stripping der Membran 34
2.4.9 Semiquantitative Western Blot Analyse 35
2.5 Immunhislologischer Nachweis von aB-Crystallin in der Rattenniere 35
2.5.1 Lösungen und Puffer 35
2.5.2 Antikörper 36
2.5.3 Aufbereitung der Gewebeproben 36
2.5.4 Methodik der Immunhistologie 36
2.6 Immunfluoreszenzmikroskopischer Nachweis von aB-Crystallin und
Zytokeratin in MDCK-Zellen 37
2.6.1 Lösungen und Puffer 37
2.6.2 Antikörper 37
2.6.3 Methodik der Immunfluoreszenz 37
2.6.4 Konfokale Lasermikroskopie und Datenaquisition 38
2.7 Sonstige Materialien und Geräte 39
2.8 Statistische Auswertung und Präsentation der Daten 40
3. Ergebnisse 42
3.1 Intrarenale Verteilung von aB-Crystallin in Kortex, Außen- und Innenmark
der normalen Rattenniere 42
3.1.1 Expression auf mRNA-Ebene 42
3.1.2 Semiquantitativer Nachweis auf Proteinebene 43
n
Inhaltsverzeichnis
3.1.3 Immunhistologischer Nachweis in der Rattenniere 44
3.2 Intrarenale aB-Crystallin mRNA Expression in der Rattenniere in
Abhängigkeit vom Diuresezustand 46
3.3 Induktion von aB-Crystallin und Hsp72 durch NaCl, Harnstoff und
Raffinose in MDCK-Zellen 48
3.3.1 Induktion auf mRNA-Ebene 48
3.3.2 Induktion auf Proteinebene 50
3.4 Immunfluoreszenzmikroskopischer Nachweis von aB-Crystallin und
Zytokeratin in MDCK-Zellen 52
3.4.1 Intrazelluläre Verteilung von aB-Crystallin 52
3.4.2 aB-Crystallin nach Exposition gegenüber NaCl und Harnstoff 54
3.4.3 Zytokeratin nach Exposition gegenüber NaCl und Harnstoff. 54
3.4.4 Untersuchungen zur Co-Lokalisation von aB-Crystallin und
Zytokeratin bei hypertonem Stress in MDCK-Zellen 57
3.5 Effekt von MAP-Kinase-Inhibitoren auf die NaCl-induzierte
aB-Crystallin mRNA-Expression in MDCK-Zellen 59
4. Diskussion 61
4.1 Anpassung der Nierenmarkszellen an die „unwirtlichen Umgebungs-
bedingungen durch die vermehrte Expression von Hsps 61
4.2 aB-Crystallin in der Niere 63
4.3 Regulation der aB-Crystallin Expression in der Niere 64
4.3.1 Einfluss von MAP-Kinasen 66
4.3.2 Einfluss von Veränderungen des Zytoskeletts 67
4.5 Abschließende Bemerkung 69
5. Zusammenfassung 70
6. Literaturverzeichnis 72
7. Abkürzungsverzeichnis 89
Lebenslauf 92
III
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Titel: Untersuchungen zur Expression und Regulation des niedermolekularen Hitzeschockproteins Alpha-B-Cryst
Autor: Michl, Marlies
Jahr: 2008
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 1
1.1 Funktion der Niere im menschlichen Körper 1
1.2 Auswirkungen des Diuresezustands auf die interstitielle Osmolalität
im Nierenmark 4
1.3 Anpassungsmechanismen der Zellen des Nierenmarks an die extremen
Umgebungsbedingungen im Nierenmark 5
1.4 Hitzeschockproteine 6
1.5 Molekulare Chaperone 10
1.6 aB-Crystallin als kleines Hitzeschockprotein und molekulares Chaperone 12
1.7 Ziele der vorliegenden Arbeit 15
2. Material und Methoden 16
2.1 Versuchstiere und Tierhaltung 16
2.1.1 Methodik 16
2.1.2 Präparation des Nierengewebes 16
2.2 Zellkultur 16
2.2.1 Medien und Lösungen 16
2.2.2 MDCK (Madin-Darby canine kidney)-Zellen 17
2.2.3 Steriltechnik 18
2.2.4 Kultivierung und Behandlung der Zellen 18
2.2.5 Inkubation der Zellen in hypertonem Medium 19
2.2.5.1 Behandlung mit NaCl 19
2.2.5.2 Behandlung mit Harnstoff. 19
2.2.5.3 Behandlung mit Raffinose 19
2.3 Northem Blot Analyse 20
2.3.1 Lösungen und Puffer 20
2.3.2 RNA-Isolierung 23
2.3.3 Bestimmung der RNA-Konzentration 23
2.3.4 Denaturierende Agarose-Gelelektrophorese 24
2.3.5 „Blotting" 24
2.3.6 Hybridisierung 25
2.3.7 Immunodetektion 26
2.3.8 „Stripping" der Membran 26
I
Inhaltsverzeichnis
2.4 Sodium Dodecyl Sulfat-Polyacrylamid Gelelektorphorese (SDS-PAGE)
und Westem Blot Analyse 2'
2.4.1 Lösungen und Puffer 27
2.4.1.1 SDS-PAGE 27
2.4.1.2 Western Blot Analyse 28
2.4.2 Antikörper 29
2.4.3 Herstellung von Lysaten aus Gewebeproben und kultivierten Zellen 29
2.4.3.1 Gewebeproben 29
2.4.3.2 MDCK-Zellen 30
2.4.4 Bestimmung der Proteinkonzentration nach Bradford 30
2.4.5 SDS-PAGE 31
2.4.6 „Blotting" 32
2.4.7 Immunodetektion 32
2.4.8 „Stripping" der Membran 34
2.4.9 Semiquantitative Western Blot Analyse 35
2.5 Immunhislologischer Nachweis von aB-Crystallin in der Rattenniere 35
2.5.1 Lösungen und Puffer 35
2.5.2 Antikörper 36
2.5.3 Aufbereitung der Gewebeproben 36
2.5.4 Methodik der Immunhistologie 36
2.6 Immunfluoreszenzmikroskopischer Nachweis von aB-Crystallin und
Zytokeratin in MDCK-Zellen 37
2.6.1 Lösungen und Puffer 37
2.6.2 Antikörper 37
2.6.3 Methodik der Immunfluoreszenz 37
2.6.4 Konfokale Lasermikroskopie und Datenaquisition 38
2.7 Sonstige Materialien und Geräte 39
2.8 Statistische Auswertung und Präsentation der Daten 40
3. Ergebnisse 42
3.1 Intrarenale Verteilung von aB-Crystallin in Kortex, Außen- und Innenmark
der normalen Rattenniere 42
3.1.1 Expression auf mRNA-Ebene 42
3.1.2 Semiquantitativer Nachweis auf Proteinebene 43
n
Inhaltsverzeichnis
3.1.3 Immunhistologischer Nachweis in der Rattenniere 44
3.2 Intrarenale aB-Crystallin mRNA Expression in der Rattenniere in
Abhängigkeit vom Diuresezustand 46
3.3 Induktion von aB-Crystallin und Hsp72 durch NaCl, Harnstoff und
Raffinose in MDCK-Zellen 48
3.3.1 Induktion auf mRNA-Ebene 48
3.3.2 Induktion auf Proteinebene 50
3.4 Immunfluoreszenzmikroskopischer Nachweis von aB-Crystallin und
Zytokeratin in MDCK-Zellen 52
3.4.1 Intrazelluläre Verteilung von aB-Crystallin 52
3.4.2 aB-Crystallin nach Exposition gegenüber NaCl und Harnstoff 54
3.4.3 Zytokeratin nach Exposition gegenüber NaCl und Harnstoff. 54
3.4.4 Untersuchungen zur Co-Lokalisation von aB-Crystallin und
Zytokeratin bei hypertonem Stress in MDCK-Zellen 57
3.5 Effekt von MAP-Kinase-Inhibitoren auf die NaCl-induzierte
aB-Crystallin mRNA-Expression in MDCK-Zellen 59
4. Diskussion 61
4.1 Anpassung der Nierenmarkszellen an die „unwirtlichen Umgebungs-
bedingungen" durch die vermehrte Expression von Hsps 61
4.2 aB-Crystallin in der Niere 63
4.3 Regulation der aB-Crystallin Expression in der Niere 64
4.3.1 Einfluss von MAP-Kinasen 66
4.3.2 Einfluss von Veränderungen des Zytoskeletts 67
4.5 Abschließende Bemerkung 69
5. Zusammenfassung 70
6. Literaturverzeichnis 72
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