Erythropoetin-Sekretion bei Ekto-5-Nukleotidase (CD 73)- Knockout Mäusen

Abstract

Seit langem wird kontrovers diskutiert, ob Adenosin bei der Regulation der EPO-Produktion in der Niere eine bedeutsame Rolle spielt. Zur näheren Beleuchtung dieser Fragestellung wurde in der vorliegenden Arbeit durch den Einsatz von Ekto5´-Nukleotidase-Knockout (Ekto-5-NT-KO)-Mäusen der wichtigste Produktionsweg für Adenosin in der Niere ohne die Verwendung pharmakologischer Substanzen ausgeschaltet. Die KO- Mäuse und ihre entsprechenden Wildtypen wurden zur Anregung der EPO-Produktion einer funktionellen Hypoxie bei 400 ppm und 750ppm CO (4h), einer hypoxischen Hypoxie (8% O2) (4h), sowie einer 24 Stunden dauernden Anämie ausgesetzt. Anschließend wurden die renale EPO-mRNA, die EPO-Serumkonzentration sowie die mRNA der vier Ado-Rezeptor-Subtypen in der Niere bestimmt. Die Ergebnisse dieser Versuche lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: 1. Ekto5´-NT-KO- und -WT-Mäuse hatten unter normoxischen Bedingungen identische basale EPO-mRNA-Werte sowie gleich hohe EPO- Serumkonzentrationen. 2. Nach vierstündiger CO-Exposition bei 400 ppm war die EPO-mRNA um das 20fache und bei 750 ppm um das 35 – 54fache im Vergleich zu Normoxie angestiegen, wobei sich die EPO-mRNA-Konzentrationen bei KO- und WT- Mäusen nicht signifikant voneinander unterschieden. 3. Die Serum-EPO-Konzentration erhöhte sich parallel dazu bei 400 ppm CO/4h um das 25-33fache und bei 750 ppm CO/4h um das 75-90fache. Auch hier war kein signifikanter Unterschied zwischen Mutanten und Wildtypen erkennbar. 4. Nach 8%iger Sauerstoffexposition über vier Stunden (hypoxische Hypoxie) waren die EPO-Serumkonzentrationen 22 – 34fach und die EPO- mRNA 21-23fach im Vergleich zur Normoxie erhöht. Die Werte der KO- und WT-Mäuse waren wieder identisch. 5. 24 Stunden Anämie durch Blutentnahmen führten bei KO- und WT- Mäusen ohne signifikanten Unterschied zu einem 76-97fachen Anstieg der EPO- Serumkonzentrationen und einem 22-25fachen Anstieg der EPO-mRNA im Vergleich zu Normoxie. 6. Die mRNA der vier Adenosin-Rezeptor-Subtypen wurde unter normoxischen Bedingungen sowie nach den verschiedenen Stimuli in KO- und WT-Mäusen gleich stark exprimiert.

Unsere Ergebnisse sprechen somit gegen eine regulatorische Funktion von Adenosin und seinen Rezeptoren bei der EPO-Produktion in der Niere unter normoxischen, hypoxischen und anämischen Bedingungen.

Over the last years there has been much discussion about whether adenosine plays a major role in the regulation of Epo-production in the kidneys. To get a clearer picture of this question we used Ecto-5-Nucleotidase-Knockout mice for our experiments, because here the major pathway for the production of adenosine is blocked without the use of pharmacological substances. EPO-production in knockout mice and their respectable wildtypes was stimulated by functional hypoxia (400ppm and 750ppm CO over 4 hours), hypoxic hypoxia (8% Oxygen over 4 hours) and anaemia over 24 hours. After this, renal EPO-mRNA, serum-concentration of EPO and mRNA of the four adenosine receptor subtypes in the kidney were determined. We obtained the following results:

1. Renal EPO-mRNA and EPO serum-concentration were the same in Ecto-5- Nucleotidase knockout- and wildtype mice under normoxic conditions. 2. After four hours of CO at 400ppm and 750ppm, EPO-mRNA was 20 times and 35 – 54 times higher than in normoxia, respectably. There was no significant difference between knockout and wildtype-mice. 3. Serum-concentration of EPO had risen 25 – 33fold at 400ppm CO/4h and 75 – 90fold at 750ppm/4h. Here again, no difference could be found between wildtype and knockout mice. 4. Four hours of hypoxic hypoxia (8% O2) led to an increase in EPO-serum- concentration of 22 – 34 times, and EPO-mRNA of 21 – 23 times higher than in normoxia. As before, results between wildtypes and mutants were identical. 5. After 24 hours of anaemia, achieved by continuous blood draws, in both, wildtypes and knockout-mice, serum-concentration of EPO was 76 - 97 times, and EPO-mRNA 22 – 25 times higher than in normoxia. 6. mRNA of the four adenosine receptor subtypes was equally expressed in wildtype mice and mutants, measured under normoxic, as well as hypoxic and anaemic conditions.

Our results show that adenosine and its receptors do not have a regulatory function for EPO-production in the kidneys under normoxic, hypoxic and anaemic conditions.