In 2005, Simons et al. proposed that during kidney development there is a switch from canonical to non-canonical WNT signaling. Failure to do so could result in a cystic kidney phenotype. Our lab described that canonical WNT signaling is high during kidney development and is down regulated once nephrogenesis is completed in both wild type and cystic mice. We hypothesize that non-canonical WNT signaling could be abnormally regulated in autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD). We studied the role of the WNT-Ca2+ non-canonical pathway during kidney development and explored a potential role in ADPKD. We employed an NFAT-luciferase (NFAT-Luc) reporter mouse, where NFAT is the primary downstream signaling molecule of the WNT-Ca2+ pathway. This reporter was responsive to non-canonical WNT5a and WNT11, and the effect of the WNTs could be abrogated by cyclosporin-A, a specific inhibitor of the pathway. In situ hybridization showed that WNT-calcium signaling is located in the nephrogenic zone; however, FACS analysis showed activity is located in the ureteric bud (UB) cells. This indicates WNT-Ca2+ signaling is active at the UB tips and could be involved in branching morphogenesis. Until now, WNT11 was thought to contribute to UB branching through paracrine activation of branching factors. Using kidney explants, we have demonstrated that WNT11 is likely acting in an autocrine fashion on UB tip cells to upregulate c-ret, a cell surface receptor required for normal UB branching. To determine WNT-Ca2+ pathway involvement in ADPKD, we investigated the levels of pathway activation in Pkd2/WS25 mice bearing the NFAT-Luc reporter gene. NFAT-Luc activity was drastically decreased in Pkd2/WS25 mouse kidneys as compared to wild-type littermates. We hypothesized that a further inhibition of the WNT-Ca2+ pathway during key points in embryonic kidney development could accelerate cystic development. This hypothesis was tested by oral gavage of pregnant female mice with the known WNT-Ca2+ pathway inhibitor cyclosporin-A (CSA). CSA treated Pkd2/WS25 mice showed a worse cystic phenotype at both post natal day (P)1 and P7 than control treated littermates. Studies are underway to ascertain whether expression of a constitutively active NFAT transgene corrects ADPKD. / En 2005, Simons et al. ont émis l'hypothèse d'un passage de la signalisation canonique à la signalisation non-canonique de WNT durant le développement du rein. L'échec de cette transition aurait pour conséquence le développement de kystes rénaux. Notre laboratoire a montré que la signalisation canonique de WNT est élevée pendant le développement du rein et est réprimée une fois la néphrogenèse accomplie dans les souris kystiques et de type sauvage. Nous supposons que la signalisation non-canonique de WNT pourrait être anormalement régulée dans les cas de polykystose rénale type dominant (ADPKD). Nous avons étudié le rôle de la voie non-canonique de WNT-calcium au cours du développement du rein ainsi que son implication potentielle dans l'ADPKD. Nous avons utilisé une souris possédant un gène rapporteur NFAT-luciférase, où NFAT est le facteur de transcription le mieux caractérisé en aval de la voie WNT-Ca2+. Ce gène rapporteur répond aux molécules non-canoniques de WNT, Wnt5a et Wnt11, et l'effet des WNTs pourrait être annulé par la cyclosporine A (CSA), un inhibiteur spécifique de cette voie de signalisation. L'hybridation in situ a prouvé que la voie de signalisation WNT-Ca2+ se trouve dans la zone de formation des néphrons. Toutefois, l'analyse par FACS a montré que l'activité de la luciférase se situe dans les cellules du bourgeon urétéral (UB). Ceci indique que la voie WNT-Ca2+ est activée aux extrémités de l'UB et pourrait être impliquée dans la morphogenèse par ramification de ce dernier. Jusqu'à présent, on pensait que Wnt11 participait à la ramification de l'UB via une activation paracrine. En utilisant des explants de rein, nous avons démontré que Wnt11 agi de manière autocrine sur les cellules à l'extrémité de l'UB pour activer c-ret, un récepteur membranaire nécessaire à la ramification normale de l'UB. Afin de déterminer l'implication de la voie WNT-Ca2+ dans l'ADPKD, nous avons étudié les niveaux d'activation de cette dernière dans les souris Pkd2/WS25, qui possèdent le gène rapporteur NFAT-luc. L'activité NFAT-luc est considérablement diminuée dans les reins de souris Pkd2/WS25 par rapport à celle des souris de type sauvage. Nous faisons l'hypothèse qu'une nouvelle inhibition de la voie WNT-Ca2+ pendant des moments cruciaux du développement embryonnaire rénal pourrait accélérer la formation de kystes. Cette hypothèse a été validée en gavant des souris gravides avec de la CSA. On a observé chez les souris Pkd2/WS25 traitées à la CSA un phénotype aggravé aux jours P1 (jour post-natal 1) et P7. Les contrôles ont été réalisés dans la même portée. Des études sont actuellement en cours pour déterminer si l'expression d'un transgène NFAT constitutivement actif corrige l'ADPKD.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119532 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Saban, Jeremy |
| Contributors | Paul Rowland Goodyer (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Human Genetics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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