During kidney development, there is a switch from predominantly canonical to non-canonical WNT signalling. This switch transitions the developing kidney from a state of active proliferation to that of terminal differentiation. The current belief is that a defect in this switch is an underlying mechanism in the pathogenesis of autosomal dominant polycystic kidney disease. We first hypothesized that a failure to suppress canonical WNT signalling would lead to cyst formation and following this line of reasoning, crossed a β-catenin transcriptional activity reporter mouse to mice with mutations in Pkd1 or Pkd2. We found no aberrant canonical WNT signalling in the epithelial cells lining the cysts and concluded that a failure to restrict β-catenin transcriptional activity does not occur in autosomal dominant polycystic kidney disease. We next examined if an inability to activate a non-canonical WNT signalling pathway, specifically the WNT-calcium pathway, contributes to cystogenesis. WNT-calcium signalling was not previously characterized in the developing kidney, so we first established cell culture, organ culture, and in vivo systems to study the pathway in a normal developmental context. We showed that pathway activity peaks from embryonic day (E)13 to E16 and is located in the nephrogenic zone of E16 kidneys. We further demonstrated that activation of the WNT-calcium pathway in vitro restricts cell motility, an important process during mesenchymal cell condensation to form the renal vesicle. To assess the role of WNT-calcium signalling in autosomal dominant polycystic kidney disease, we crossed an NFAT transcriptional activity reporter mouse to mice with mutations in Pkd2 and found that pathway activity is significantly reduced in cystic kidneys. Taken together, this study supports the hypothesis of a developmental switch between canonical and non-canonical WNT signalling during normal kidney development and suggests that a failure to fully activate the WNT-calcium pathway may be a contributing factor in the pathogenesis of autosomal dominant polycystic kidney disease. / Lors du développement rénal, il y a une permutation entre les voies canonique et non-canonique de signalisation WNT. Ce changement permet au rein en développement de passer d'un état de prolifération active à une différentiation terminale. La pensée actuelle est qu'une erreur lors de cette transition est un mécanisme sous-jacent dans la pathologie de la maladie polykystique autosomale dominante des reins. Nous avons tout d'abord émis l'hypothèse que manquer de réprimer la voie canonique de signalisation WNT conduirait à la formation de kyste. En suivant ce raisonnement, nous avons croisé des animaux disposant d'un gène rapporteur de l'activité transcriptionnelle de -caténine à ceux présentant des mutations dans Pkd1 ou Pkd2. Nous n'avons trouvé aucune signalisation aberrante de la voie canonique de WNT dans les cellules épithéliale tapissant les kystes et en avons conclu qu'un échec de restriction de l'activité transcriptionnelle de -caténine n'est pas la cause de la maladie polykystique autosomale dominante des reins. Nous avons ensuite examiné si une incapacité d'activer une voie non-canonique de signalisation WNT, plus précisément la voie WNT-calcium, contribue à la formation de kyste. La voie WNT-calcium n'a pas été caractérisée au préalable dans le rein en développement. Nous avons donc établi des cultures cellulaires, d'organe et des systèmes in vitro afin d'étudier la voie de signalisation dans un contexte développemental normal. Nous avons alors montré que l'activité de la voie de signalisation culmine au jour embryonnaire (E)13 à E16 et se localise dans la zone néphrogénique des reins E16. De plus, nous avons démontré que l'activation de la voie WNT-calcium in vitro réduit la motilité des cellules, un processus important lors de la condensation des cellules mésenchymateuses pour former la vésicule rénale. Afin d'évaluer le rôle de la voie de signalisation WNT-calcium dans la maladie polykystique autosomale dominante des reins, nous avons croisé des souris disposant d'un gène rapporteur de l'activité transcriptionnelle de NFAT à celles présentant une mutation dans Pkd2. Nous avons constaté que l'activité de la voie de signalisation est considérablement réduite dans les reins kystiques. Ensemble, cette étude confirme l'hypothèse selon laquelle il y aurait une permutation développementale entre les voies canonique et non-canonique de signalisation WNT durant le développement normal du rein, et suggère que l'absence de toute activité de la voie WNT-calcium pourrait être un facteur contribuant à la pathogenèse de la maladie polykystique autosomale dominante des reins.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.103736 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Miller, Michelle |
| Contributors | Paul Rowland Goodyer (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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