Renal Regulation of the Magnesium Channel TRPM6 by Uromodulin

尿调节蛋白对镁通道 TRPM6 的肾脏调节

基本信息

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT Up to 15% of the population has hypomagnesemia which is associated with a higher risk of developing common disorders like diabetes mellitus type 2 and hypertension. Urinary Mg2+ losses contribute to hypomagnesemia, but knowledge about renal Mg2+ homeostasis is very limited. This proposal seeks to improve our understanding of renal Mg2+ homeostasis. The major organ for regulated Mg2+ reabsorption is the kidney. The final urinary Mg2+ concentration is determined by the epithelial Mg2+ channel TRPM6 in the distal convoluted tubule (DCT). Uromodulin (Umod) is a possible new modifier of renal Mg2+ handling as Umod gene expression is increased in hypomagnesemic mice. Our preliminary data confirm urinary Mg2+ wasting in Umod knock-out (Umod-/-) mice. In addition, we found increased TRPM6 whole-cell current density and TRPM6 cell surface abundance with UMOD expression. Our overall objective of this application is to study the effect of the urinary protein UMOD regarding the regulation of the Mg2+ channel TRPM6. Our preliminary results raise a novel hypothesis that UMOD, secreted from TAL, upregulates TRPM6 activity in the DCT from the luminal side by impairing TRPM6 endocytosis, thereby increasing channel cell surface abundance and so enhancing tubular Mg2+ reabsorption. We hypothesize that in low Mg2+ conditions, tubular UMOD secretion increases which then enhances renal Mg2+ reabsorption via TRPM6 to mitigate Mg2+ losses. In aim 1, we will test this hypothesis in vitro by analyzing the mechanism by which extracellular UMOD regulates TRPM6 activity. Using whole-cell patch-clamp recording and protein biochemistry in cultured cell expression systems, we will test if UMOD increases TRPM6 cell surface abundance by impairing TRPM6 endocytosis and examine which UMOD domains are required for TRPM6 regulation. In aim 2, we will test the role of UMOD regarding renal Mg2+ handling in vivo. We will examine by immunofluorescent imaging if urinary Mg2+ wasting in Umod-/- mice is due to decreased apical TRPM6 expression. To study if UMOD is part of a renal feedback mechanism responding to systemic Mg2+ changes, we will analyze the response of wild-type and Umod-/- mice challenged with normal, low and high Mg2+ diets. Given our experience in ion channel physiology, mouse physiology, TRP channels and UMOD, we are very well equipped to perform this study. The contribution of this work will be significant as renal Mg2+ regulation by a urinary protein represents a novel concept. We expect a positive translational impact of this project, as the proposed feedback mechanism targeting systemic Mg2+ homeostasis may provide a novel explanation for a predisposition for urinary Mg2+ wasting. As UMOD polymorphisms affect urinary UMOD secretion, we will test in a future R01 application in a human cohort if UMOD polymorphisms contribute to urinary Mg2+ wasting by decreased UMOD secretion and if these UMOD polymorphisms are associated with common disorders. We hypothesize that specific UMOD polymorphisms reduce an individual’s adaptability to adjust to low Mg2+ conditions which could provide a link between hypomagnesemia and common disorders.
项目摘要/摘要 多达15%的人口患有低磁性血症,这与较高的发展风险有关 常见疾病,例如2型糖尿病和高血压。尿Mg2+损失有助于 低磁性血症,但了解肾脏MG2+稳态非常有限。该提议试图 提高我们对肾脏MG2+稳态的理解。受调节的MG2+重吸收的主要器官是 肾。最终的尿Mg2+浓度由不同的上皮MG2+通道TRPM6确定 曲折管(DCT)。静脉复合蛋白(UMOD)是肾脏MG2+处理的新修饰符,为UMOD基因 低磁性小鼠的表达增加。我们的初步数据证实了UMOD中的尿Mg2+浪费 敲除(UMOD - / - )小鼠。此外,我们发现TRPM6全细胞电流密度和TRPM6细胞增加 表面丰富,并表达UMOD。我们该应用的总体目标是研究 关于MG2+通道TRPM6的调节的尿蛋白UMOD。我们的初步结果提出了 TAL分泌的UMOD的新型假设在DCT中上调了TRPM6活性。 通过损害TRPM6内吞作用,从而增加了通道细胞表面丰度,从而增强 块茎MG2+重吸收。我们假设在低Mg2+条件下,块茎UMOD分泌增加 然后,通过TRPM6增强了肾脏MG2+重吸收,以减轻MG2+损失。在AIM 1中,我们将测试 通过分析细胞外UMOD调节TRPM6活性的机制,可以在体外假设。使用 全细胞斑块钳记录和蛋白质生物化学在培养的细胞表达系统中,我们将测试是否是否 UMOD通过损害TRPM6内吞作用来增加TRPM6细胞表面丰度并检查哪个UMOD TRPM6调节需要域。在AIM 2中,我们将测试UMOD在肾脏MG2+方面的作用 在体内处理。如果在UMOD - / - 小鼠中,我们将通过免疫荧光成像检查 改善顶端TRPM6表达。研究UMOD是否是肾脏反馈机制的一部分 对于系统性的MG2+变化,我们将分析野生型和UMOD - / - 小鼠的反应,该反应受到正常质疑的 低MG2+饮食。鉴于我们在离子通道生理学,鼠标生理学,TRP通道方面的经验 和UMOD,我们有足够的能力进行这项研究。这项工作的贡献将非常重要 肾脏蛋白的肾脏MG2+调节代表了一个新颖的概念。我们预计会产生积极的翻译影响 在这个项目中,正如针对全身MG2+稳态的拟议反馈机制可能提供的 尿液Mg2+浪费的易感性的新颖解释。由于UMOD多态性会影响尿液UMOD 分泌,如果UMOD多态性有助于 通过下降UMOD分泌,尿液MG2+浪费,如果这些UMOD多态性与 常见疾病。我们假设特定的UMOD多态性降低了个人对 适应低MG2+条件,可以提供低磁性血症和常见疾病之间的联系。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

暂无数据

数据更新时间:2024-06-01

Matthias Tilmann F...的其他基金

Assay Development and Optimization for High Throughput Screen to Detect Compounds Increasing Secretion of C150S Mutant Uromodulin
用于检测增加 C150S 突变体尿调节蛋白分泌的化合物的高通量筛选的测定方法开发和优化
  • 批准号:
    10311119
    10311119
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:
Assay Development and Optimization for High Throughput Screen to Detect Compounds Increasing Secretion of C150S Mutant Uromodulin
用于检测增加 C150S 突变体尿调节蛋白分泌的化合物的高通量筛选的测定方法开发和优化
  • 批准号:
    10534214
    10534214
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:
The Role of Uromodulin in the Regulation of the Renal Calcium Channel TRPV5
尿调节蛋白在肾钙通道 TRPV5 调节中的作用
  • 批准号:
    8683168
    8683168
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:
The Role of Uromodulin in the Regulation of the Renal Calcium Channel TRPV5
尿调节蛋白在肾钙通道 TRPV5 调节中的作用
  • 批准号:
    8507230
    8507230
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:
The Role of Uromodulin in the Regulation of the Renal Calcium Channel TRPV5
尿调节蛋白在肾钙通道 TRPV5 调节中的作用
  • 批准号:
    8353943
    8353943
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:
The Role of Uromodulin in the Regulation of the Renal Calcium Channel TRPV5
尿调节蛋白在肾钙通道 TRPV5 调节中的作用
  • 批准号:
    8893974
    8893974
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:

相似国自然基金

大型野生动物对秦岭山地森林林下植物物种组成和多样性的影响及作用机制
  • 批准号:
    32371605
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
闸坝建设对河口大型底栖动物功能与栖息地演变的影响-以粤西鉴江口为例
  • 批准号:
    42306159
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
降水变化下土壤动物协作效应对土壤有机质形成过程的影响
  • 批准号:
    42307409
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
城市化对土壤动物宿主-寄生虫关系的影响机制研究
  • 批准号:
    32301430
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
两栖动物(蛙类)对新型卤代有机污染物的生物富集及其对污染物环境迁移影响的研究
  • 批准号:
    42307349
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Executive functions in urban Hispanic/Latino youth: exposure to mixture of arsenic and pesticides during childhood
城市西班牙裔/拉丁裔青年的执行功能:童年时期接触砷和农药的混合物
  • 批准号:
    10751106
    10751106
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:
A HUMAN IPSC-BASED ORGANOID PLATFORM FOR STUDYING MATERNAL HYPERGLYCEMIA-INDUCED CONGENITAL HEART DEFECTS
基于人体 IPSC 的类器官平台,用于研究母亲高血糖引起的先天性心脏缺陷
  • 批准号:
    10752276
    10752276
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:
Endothelial Cell Reprogramming in Familial Intracranial Aneurysm
家族性颅内动脉瘤的内皮细胞重编程
  • 批准号:
    10595404
    10595404
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:
Research Project 2
研究项目2
  • 批准号:
    10403256
    10403256
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别:
Anti-flavivirus B cell response analysis to aid vaccine design
抗黄病毒 B 细胞反应分析有助于疫苗设计
  • 批准号:
    10636329
    10636329
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8.1万
    $ 8.1万
  • 项目类别: