Untersuchung der Relevanz von Prostasin für die Regulation des Natrium- und Wasserhaushalts in vivo

Abstract

Trotz verschiedener in vitro Studien war die Relevanz der membranständigen Serinprotease Prostasin bei der Aktivierung des epithelialen Natriumkanals ENaC in vivo bisher noch unbekannt. Auf Grund der Letalität von Prostasin knock-out Mäusen, musste auf knock-in Mäuse ausgewichen werden. An Mauslinien mit nicht aktivierbarem Prostasin (Prss8-R44Q), proteolytisch inaktivem Prostasin (Prss8-S238A) und Wildtypprostasin (Prss8-wt) wurde die Rolle von Prostasin unter Niedrigsalzdiäten und unter diuretischen Behandlungen untersucht. Anhand des Modells eines Doxorubicin-induzierten nephrotisches Syndroms wurde dessen Verlauf im Vergleich der drei Genotypen untersucht. Prss8-S238A Mäuse zeigten unter Niedrigsalzdiäten und den Diuretika keinen Unterschied zum Wildtyp. Prss8-R44Q Mäuse entwickelten unter Niedrigsalzdiät einem kompensatorischen Hyperaldosteronismus und unter ENaC Blockade mit Triamteren ein dem renalen Pseudo-Hypoaldosteronismus (PHA) Typ 1 ähnliches Krankheitsbild. Bei allen Genotypen kam es nach Doxorubicin Injektion zu einem nephrotischen Syndrom mit renaler Natriumretention und Ödementstehung. Dies spricht dafür, dass die proteolytische Aktivität von Prostasin unter physiologischen Bedingungen keine Relevanz für die Aktivierung des ENaC hat und zeigt, dass die durch die Aktivierung an R44 ausgelöste Konfigurationsänderung von Prostasin in vivo relevant für die proteolytische Aktivierung von ENaC ist. Es ist davon auszugehen, dass Prostasin durch seine Membranbindung als Gerüst für eine noch nicht näher bekannte (Serin-)Protease dient, die den ENaC proteolytisch aktiviert, ohne ihn jedoch unter physiologischen Bedingungen selbst zu aktivieren. Abschließend zeigen die Daten, dass weder die proteolytische Aktivität noch die Tertiärstruktur von Prostasin in vivo eine Rolle bei der durch die proteolytischen Aktivierung des ENaC bedingten Natriumretention und der damit einhergehenden Ödembildung im experimentellen nephrotischen Syndrom spielen.