Glucose- und Puffer abhängige Expression von Aquaporin–1 in peritonealen Mesothelzellen via PKA, PKC und MAP Kinasen

Hintergrund: Aquaporin–1 (AQP1) reguliert den transmembranösen Wasser- und CO2 Transport, 50% der Ultrafiltration erfolgt über AQP1. AQP–1 spielt darüber hinaus in der Zellmigration und Neoangiogenese eine zentrale Rolle. Ergebnisse: In primären humanen peritonealen Mesothelzellen (HPMC) konnten wir eine Hochregulation von AQP–1 durch Glucose, Bikarbonat, hohen pH und bikarbonat-gepufferte PD-Lösung zeigen (BPDF, 24h: 197±60%, p<0.001). Laktat-gepufferte Doppelkammer (LPDF) und konventionelle PD-Lösungen (CPDF) supprimieren AQP1(77±18% bzw. 41±3% AQP–1 Protein vs. Medium, jeweils p<0.05). Auch die Migrationskapazität der HPMC (Transwell / Scratch Assay) wird durch PDF reguliert und ist Gene knock down Experimenten zu Folge nur von AQP–1, nicht jedoch von anderen AQP abhängig. Aktivierung von PKA (durch Forskolin) führt zur Hochregulation von AQP1 um 56±2%, nicht jedoch die Aktivierung von PKC (durch PMA). Inhibition von PKA, PKC, und den MAP Kinasen ERK1/2 und JNK supprimiert die AQP1 Expression in HPMC um 59±24%, 76±20% und 71±16% bzw. 41±22%. Die glucoseabhängige Hochregulation des AQP1 Proteins wird durch Inhibition von PKA, PKC und JNK verhindert. BPDF induzierte AQP1 Hochregulation wird durch Inhibition von PKA, PKC, ERK1/2, p38 und JNK gehemmt. Glucose, BPDF, LPDF und CPDF führen zeitabhängig zu Phosphorylierung von CREB. Die AQP1 Suppression durch LPDF wird durch PKA- Aktivierung und p38 Inhibition antagonisiert, durch Inhibition von PKA und ERK1/2 sowie Aktivierung von PKC verstärkt. PKA-Inhibitor H89 (10µM) und PKC-Aktivator PMA (2µM) aktivieren allerdings auch ERK 1/2 und p38 und darüber CREB. MEK Inhibitor UO126 (10µM) inhibiert nicht nur die Phosphorylierung von ERK1/2 sondern auch die von p38. Schlussfolgerung: Die peritoneale AQP–1 Expression wird durch Glucose und PD Lösungen vor allem via PKA, aber auch via PKC und MAP-Kinasen reguliert. Sie ist für die peritoneale Wundheilung und somit vermutlich auch für die Langzeitfunktion der peritonealen Dialysemembran bedeutsam.