|
| [Seite 48↓] |
Nach dem im Kapitel 2.2.2 dargestellen Prinzip konnte aus der mit Ssp I geschnittenen DNA-Bibliothek ein PCR-Fragment von circa 1.1 kb isoliert werden.
Die Länge von etwa 1100 bp überschritt die Lesekapazitäten des DNA-Sequenziergerätes. Nach der Sequenzierung des Fragmentes in beide Richtungen blieb die Basenpaarfolge eines ca. 400 bp langen zentralen Fragmentes unbekannt. Aus diesem Grunde wurde anhand der bereits erhaltenen Sequenzdaten ein Primerpaar generiert, mit dessen Hilfe sich dieser Abschnitt amplifizieren und die Sequenz vervollständigen ließ.
|
Primer |
Sequenz |
Nukleotidposition |
Fragmentlänge |
Annealingtemp. |
|
Gap F |
5´-TCATTCACAAACCCCATTAGC-3´ |
-771→ -751 | ||
|
Gap R |
3´-GCATCCCAATGTTCTGCC-5´ |
-267→ -284 |
505 bp |
58 °C |
Nach mehrmaliger Sequenzierung und Vergleich aller erhaltener Daten konnte die in Abbildung 3.4. dargestellte Sequenz für die ca. 1.1 kb lange 5´-flankierende Region des humanen Cardiotrophin-1 Gens ermittelt werden.
Mit Hilfe der Transkriptionsfaktor-Datenbank TRANSFAC (Heidelberg) ist es möglich, DNA-Sequenzen bezüglich möglicher Erkennungssequenzen für Transkriptionsfaktoren anhand der bereits bekannten und bestätigten Konsensussequenzen zu untersuchen [Wingender, 1997]. Die Analyse ergab für die in dieser Arbeit ermittelte Sequenz mehrere potentielle cis-aktive Elemente.
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| [Seite 49↓] |
Innerhalb des 5´-flankierenden Bereichs des CT-1 Gens befinden sich zwei CAAT-Boxen an den Positionen -1043 und -1076, wobei die letztere gleichzeitig eine C/EBPbeta-Bindungsstelle darstellt. An der Position -984 besteht eine potentielle STAT-Bindungsstelle. Außerdem ergab der Vergleich mit den Datenbanken eine mögliche SP1-Erkennungssequenz an der Position -582. Zusätzlich dazu konnten insgesamt 9 AP-2-Bindungsstellen identifiziert werden, die sich an den Positionen -716, -438, -266, -251, -248, -207, -181, -73 und -72 befinden. Ebenfalls vorhanden ist ein sogenanntes "cAMP responsives Element" (CRE), das an der Position -639 lokalisiert ist. Die Position -484 stellt außerdem eine Bindungsstelle für GATA-bindende Faktoren dar. An Position -619 befindet sich eine mögliche AP-1-Bindungsstelle.Die hier identifizierte Sequenz des mutmaßlichen CT-1-Promotors enthält keine TATA-Box, die sich in den meisten eukarioten Genen ca. 25 bp stromaufwärts des Startcodons befindet.Alle erwähnten Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen sind in der Abbildung 8 gekennzeichnet.
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| [Seite 50↓] |
| Abb. 8: Sequenz der 5´-untranslatierten Region des humanen Cardiotrophin-Gens. Unterstrichen sind die zur Herstellung der Deletionsfragmente eingesetzten Primer (CT1F-CT6F und CT1ex1R). Die Numerierung erfolgte ausgehend vom ATG-Startcodon im Exon 1. Konsensussequenzen für Transkriptionsfaktorbindungsstellen (entsprechend der TRANSFAC-Analyse) sind durch den jeweiligen Faktor markiert. Die Sequenz wurde in der EMBL-Datenbank mit der Zugangsnummer AJ002743 registriert. | ||
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|
| [Seite 51↓] |
Für den Nachweis einer möglichen Promotoraktivität der hier sequenzierten 1.1 kb langen 5´-flankierenden Sequenz wurden sechs 5´-terminal deletierte Fragmente mit den in der Tab. 24 dargestellten Positionen und Längen konstruiert.
Tab. 24: 5´-terminal deletierte Fragmente für die Funktionsanalyse der 5´-UTR des humanen CT-1 Gens
|
Fragment |
Positionen |
Länge |
|
CT 1 |
-1091 → +39 |
1173 bp |
|
CT 2 |
-947 → +39 |
1029 bp |
|
CT 3 |
-739 → +39 |
821 bp |
|
CT 4 |
-557 → +39 |
639 bp |
|
CT 5 |
-377 → +39 |
459 bp |
|
CT 6 |
-218 → +39 |
300 bp |
Im Vergleich zum promotorlosen Kontrollvektor pGL3-Basic wiesen alle untersuchten Konstrukte eine signifikante Promotoraktivität in COS-7-Zellen auf (n=3, p<0,05). Hierbei zeigten der Abschnitt von +39 bis -218 (=CT6) sowie von +39 bis –739 (CT3) die höchste Aktivität.
Die Konstrukte CT5 und CT1 weisen verminderte Aktivitäten auf. Dies legt die Vermutung nahe, daß die Bereiche zwischen –1091 bis –739 sowie zwischen –739 und –218 die CT-1 Expression supprimieren könnten (Tab. 25, Abb. 9).
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|
Tab. 25: Ergebnisse der Luciferase-Aktivitätsmessung (n=3) nach der Normalisierung mit den entsprechenden ß-Galaktosidase-aktivitäten
|
Kon |
Versuch Nr: 1 |
Versuch Nr: 2 |
Versuch Nr: 3 |
Mittelwert |
Standard |
in Prozent |
p |
|
CT 1 |
17,7 |
22,5 |
29,0 |
23,1 |
4,6 |
20 |
0.02 |
|
CT 2 |
17,1 |
29,3 |
28,7 |
25,0 |
5,6 |
22 |
0,03 |
|
CT 3 |
29,0 |
32,1 |
36,0 |
32,4 |
2,9 |
9 |
0,01 |
|
CT 4 |
22,0 |
29,0 |
26,0 |
25,7 |
2,9 |
11 |
0,01 |
|
CT 5 |
21,4 |
25,5 |
24,6 |
23,8 |
1,8 |
7 |
0,01 |
|
CT 6 |
29,6 |
37,0 |
35,3 |
34,0 |
3,2 |
9 |
0,01 |
|
pGL3 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
0 |
0 | |
| Abb. 9: Basale Promotoraktivität der sechs 5´-terminalen Deletionsfragmente. COS-7-Zellen wurden mit Konstrukten transfiziert, die Fragmente der 5´-flankierenden Region des humanen CT-1-Gens (quergestreifte Boxen) enthielten. Diese wurden in die „upstream“-Region des Luciferase-Gens (offene Box) integriert. Die mittlere relative Luciferaseaktivität (Balkendiagramm rechts) wurde durch mindestens drei Transfektionen bestimmt und im Vergleich zur β-Galaktosidaseaktivität normalisiert. Alle Daten werden in Relation zum pGL3basic-Vektor (Aktivität =1) dargestellt. | ||
|
|
|
| [Seite 53↓] |
Insgesamt wurden 898 bp der kodierenden Region des humanen Cardiotrophin-1 Gens einschließlich der Exon-Intron-Übergänge mittels PCR-/SSCP-Analyse untersucht. Dazu wurde dieser Genbereich in 6 Fragmente unterteilt, von denen die Fragmente "ct1exon1" und "ct1exon2" jeweils das gesamte Exon 1 respektive Exon 2 umschließen. Bei den übrigen 4 Fragmenten handelt es sich um überlappende Bereiche des Exon 3 einschließlich der Exon-Intron-Übergänge (Abb. 10). Durch diese Analyse ließ sich eine seltene Variante identifizieren.
Nachfolgend wird diese bezüglich ihrer Lage, der Veränderung der Gensequenz, der Verfahrensweise bei der Genotypisierung und der Häufigkeit ihres Auftretens im untersuchten Patientenkollektiv beschrieben.
| Abb. 10: Aufbau des humanen Cardiotrophin-1-Gens. Es handelt sich um eine nicht-maßstabgerechte Darstellung. Die Größe der Introns ist unbekannt. Schematisch dargestellt ist außerdem die ungefähre Lage der PCR-Fragmente. | ||
|
|
Die SSCP-Analyse des Fragmentes "ct1exon 3.2." wies ein variantes Laufverhalten bei Raumtemperatur und 4°C auf, das insgesamt bei zwei Patienten nachweisbar war. Die Charakterisierung dieser Variante ergab einen Einzelbasenaustausch G→ A an der Position +274. Da diese Veränderung der DNA-Sequenz weder eine bestehende Erkennungssequenz eines Restriktionsenzyms zerstört noch eine neue bildet, wurde für den weiteren Nachweis und die Genotypisierung aller untersuchten Patienten ein ACRS-Assay (Amplification Created Restriction Site-Assay) notwendig. Hierfür wurde mit Hilfe des "mismatch"-Primers "ct1modF" (Tab. 20 bis 22) an der Position +271 eine zusätzliche Variante (G→T) so eingefügt, daß bei Vorhandensein der Mutation eine Restriktionsstelle für die Endonuklease TaqI gebildet wird. Als [Seite 54↓]Rückwärts-Primer diente der neu synthetisierte Primer "ct1 mod R". Dadurch entstand ein PCR-Fragment von 171 bp Länge.
Das Wildtyp-Allel wird vom Enzym nicht geschnitten. Im Polyacrylamid-Gel stellt sich daher nur eine Bande von 171 bp dar. Beim Vorliegen des mutierten Allels wird das PCR-Produkt in zwei Fragmente von 156 bp und 15 bp geschnitten. Aufgrund der Kürze des letzteren Fragmentes und der daraus resultierenden geringen DNA-Menge läßt sich dieses nicht in der Gelelektrophorese darstellen. Daraus folgt, daß Patienten, die heterozygot für die Mutation sind, zwei Banden von 171 bzw. 156 bp aufweisen. Homozygote Patienten würden nur eine Bande von 156 bp besitzen.
Durch die Genotypisierung aller Patienten konnte die Mutation bei jeweils einem Patienten mit Dilatativer Kardiomyopathie respektive Hypertropher Kardiomyopathie bestätigt werden. Bei beiden Personen lag die heterozygote Form vor. Keine der Kontrollpersonen wies diese Variante auf.
Durch die Basenpaarsubstitution im Codon 92 kommt es zu einer Veränderung des Triplettcodes durch die im transkribierten Protein ein Aminosäureaustausch von Alanin zu Threonin erfolgt.
| Abb. 11: A) Darstellung des aberranten Laufverhaltens des HCM-Patienten mit der G274A-Mutation im Codon 92 in der SSCP bei 4°C. Es zeigten sich zwei zusätzliche Banden (Pfeile). Spur 1: Marker, Spuren 2-11: Patienten mit gleichem Laufverhalten (Wildtyp), Spur 12: HCM-Patient mit abweichendem Muster B) RFLP mit Taq I.Spur 1: DCM-Patient mit Mutation, Spur 2: HCM-Patient mit Mutation, Spuren 3-7: Patienten mit Wildtyp, Spuren 8+9: Marker. Zu erkennen sind zwei Banden (entsprechend 171 und 156 bp, Pfeile) bei beiden Mutationsträgern (heterozygot). Alle übrigen Patienten weisen wie erwartet nur eine Bande bei 171 bp auf. | ||
|
|
|
|
Tab. 26: Klinische und funktionelle Parameter der Patienten mit der G274A-Mutation im Codon 92 des humanen CT-1-Gens
|
Patient 1 |
Patient 2 |
|
|
Geschlecht |
männlich |
männlich |
|
| ||
|
Alter (Jahre) |
52 |
67 |
|
| ||
|
Hauptdiagnose |
DCM |
HOCM |
|
| ||
|
Nebendiagnosen |
Nierenarterienstenose li., Adipositas, Hyperurikämie, Hyperlipoproteinämie |
Hyperlipoproteinämie, kompensierte Niereninsuffizienz |
|
| ||
|
Klinik/Verlauf |
Rhythmusstörungen LOWN V, rezidivierende Dekompensationen, NYHA III-IV |
Vorhofflimmern, Z.n. Septalastembolisation, intraventrikulärer Gradient von 100 mmHg, AV-Block I°, NYHA II-III |
|
| ||
|
Familienanamnese |
negativ |
negativ (Kinder untersucht) |
|
| ||
|
LVEF |
20-40 % (rezidiv. Dekomp.) |
65 % |
|
| ||
|
Septumdicke (mm) |
12 |
21 |
|
| ||
|
LVEDD (mm) |
83-55 (rezidiv. Dekomp.) |
45 |
|
|
Die im Rahmen dieser Arbeit mit Hilfe des Genome Walker Kits ermittelte Sequenz für den 5´-flankierenden Bereich des humanen Cardiotrophin-1 Gens diente als Grundlage für die systematische PCR-SSCP-Analyse dieser Region hinsichtlich möglicher Varianten. Dazu wurden 1071 bp mittels 7 überlappender PCR-Fragmente (ct1Prom1, ct1rep, ct1gap2, ct1gap3, ct1gap4, ct1gap5, ct1gap6) untersucht.
Es konnte ein Polymorphismus detektiert werden, der nachfolgend bezüglich seiner Charakteristika beschrieben wird.
|
| [Seite 56↓] |
Die SSCP-Analyse ergab für das Fragment "ct1gap6" ein abweichendes Laufverhalten bei 4°C. Durch die anschließende Sequenzierung konnte ein Basenaustausch von G→ T an der Position -130 bestätigt werden. Auch hier war die Anwendung eines ACRS-Assays notwendig. Dazu wurde ein Vorwärts-Primer "ctaMnlI" (Tab. 20) synthetisiert, durch den zwischen den Positionen -132 und -133 ein zusätzliches G inseriert wird. Im komplementären Strang resultiert daraus ein C, wodurch eine dritte Schnittstelle für das Restriktionsenzym Mnl I (5´-CCTC(N)7 ↓...3´) vervollständigt wird. Bei Vorliegen der Mutation ist diese Erkennungssequenz zerstört, da durch die Substitution G→T das zweite C durch ein A ersetzt wird. Daraus resultiert, daß die Wildtyp-DNA in 4 Fragmente von 15, 29, 37 und 104 bp geschnitten wird, wobei nur das Längste im Gel sichtbar ist. Das mutierte Allel wiederum besitzt nur zwei Schnittstellen, so daß nach dem Restriktionsverdau Fragmente mit den Längen 29, 37 und 119 bp vorliegen. Heterozygote Patienten weisen demzufolge zwei Banden der Längen 104 und 119 bp auf.
Innerhalb des ursprünglichen Patientenkollektivs zeigte sich eine Tendenz zu einem höheren Vorkommen innerhalb der DCM-Gruppe. Daher wurde die Gruppe der Patienten mit Dilatativer Kardiomyopathie auf 201 und die der Kontrollpersonen auf 217 erhöht. Insgesamt zeigte die Genotypisierung das Vorliegen dieser Variante in 10 DCM-Patienten (Allelfrequenz: 2,5 %), 1 HCM-Patient (0,9 %, n=53) und 3 Kontrollpersonen (0,7 %). Bei jedem dieser Patienten lag die heterozygote Form vor (Tab. 27). Es konnten somit keine homozygoten Patienten identifiziert werden. Dies könnte einerseits an dem insgesamt seltenen Auftreten der Variante (1,49 % im Gesamtkollektiv) oder andererseits an einem Ungleichgewicht der Genotypfrequenzen liegen. Ursache hierfür könnte eine erhöhte Letalität homozygoter Merkmalsträger sein. Diese Theorie läßt sich mit dem Hardy-Weinberggesetz überprüfen. Bei Vorliegen zweier Allele A und B mit den Allelfrequenzen p und q in einer idealen Population (freie Partnerwahl; keine Selektion oder Migration) gilt:
p+q=1 (100%)
Hardy und Weinberg beschrieben 1908 unabhängig voneinander eine feste Beziehung zwischen zwischen den Allel- und Genotypfrequenzen als:
p2+2pq+q2=1 (Hardy-Weinberg-Gesetz).
|
| [Seite 57↓] |
Die in dieser Arbeit beobachteten Genotyphäufigkeiten innerhalb der einzelnen Patientengruppen zeigten keine signifikanten Abweichungen zu den erwarteten Frequenzen (Tab. 27). Das insgesamt seltene Vorkommen der Variante ist somit die Ursache für die fehlende Identifizierung homozygoter Patienten. Es müßten insgesamt 4505 Personen genetisch untersucht werden, um eine Person zu finden, die homozygot für den beschriebenen Polymorphismus ist.
Ein Vergleich der Allelfrequenzen zeigt eine Tendenz zum häufigeren Auftreten des Polymorphismus in der Gruppe der DCM-Patienten. Die statistische Analyse nach dem Chi-Quadrat-Test für alle drei Gruppen gemeinsam ergab, daß dieser Unterschied nicht auf dem Niveau von p=0,05 signifikant ist. Der direkte Vergleich der DCM-Patienten mit den Kontrollen zeigte ebenfalls keinen signifikanten Unterschied (Tabellen 28, 29).
|
GG |
GT |
TT |
Χ 2 |
p |
||||
|
erwartet |
beobachtet |
erwartet |
beobachtet |
erwartet |
beobachtet | |||
|
DCM |
191,08 |
191 |
9,8 |
10 |
0.13 |
0 |
0,005 |
0,94 |
|
| ||||||||
|
HCM |
52 |
52 |
0,98 |
1 |
0,005 |
0 |
0,001 |
0,97 |
|
| ||||||||
|
Kontrollen |
213,97 |
214 |
3,02 |
3 |
0,01 |
0 |
0,002 |
0,97 |
|
DCM |
Kontrollen |
HCM |
|
|
Allel 1 (-130G) |
392 (97,5) |
431 (99,3) |
105 (99,1) |
|
| |||
|
Allel 2 (-130T) |
10 (2,5) |
3 (0,7) |
1 (0,9) |
|
| |||
|
CHI-Quadrat |
4,8 |
||
|
p |
0,09 |
|
|
Tab. 29: Chi-Quadrat-Test zum Vergleich der Allelfrequenzen der DCM-Patienten und Kontrollen
(1 Freiheitsgrad, Yates-Korrektur).
|
DCM |
Kontrollen |
|
|
Allel 1 (-130G) |
392 (97,5) |
431 (99,3) |
|
| ||
|
Allel 2 (-130T) |
10 (2,5) |
3 (0,7) |
|
| ||
|
CHI-Quadrat |
3,3 |
|
|
p |
0,07 |
| Abb. 12: A) SSCP-Gel mit Darstellung des aberranten Laufmusters bei drei Patienten (Spuren 3, 6 und 8) mit dem G zu T-Austausch an der Position –130 im Promotorfragment „ct1gap6“, Spur 1: Marker, Spuren 2,4,5,7,9,10: Patienten mit Wildtyp. B) Restriktionsverdau mit MnlI. Es zeigen sich zwei Banden (entsprechend 104und 119 bp) bei einem heterozygoten Patienten mit dem Polymorphismus (Spur 4). Im Vergleich dazu weisen Patienten mit dem Wildtyp nur eine Bande mit 119 bp auf (Spuren 1,2,5,6) | ||
|
|
In den folgenden Tabellen sind klinische Daten der Patienten dargestellt, die den Polymorphismus im Promotor des humanen CT-1-Gens aufweisen. Die Symptome, echokardiographischen Parameter sowie die erhobenen histologischen Charakteristika entsprechen im Wesentlichen dem typischen Verlauf dieser Erkrankungen. Auffällig ist allerdings, daß es sich bei allen DCM-Patienten vermutlich um eine sekundäre Form der Erkrankung handelt: 4 Patienten haben in der Anamnese einen Hinweis auf eine Myokarditis, von 3 Patienten wird ein Alkoholmißbrauch berichtet und bei den übrigen drei Patienten konnten Antikörper gegen den β-1-Rezeptor nachgewiesen werden. Der Patient mit der Hypertrophen Kardiomyopathie weist zusätzlich eine Insertion von 2 Basenpaaren im Myosin-Bindungsprotein auf, die zu einem vorzeitigen Abbruch der Proteinsynthese führt.
|
|
Tab. 30: Anamnestische und klinische Daten aller Patienten, bei denen der Polymorphismus im Promotor nachgewiesen werden konnte.
|
DNA-Nummer |
Alter (Jahre) |
Geschlecht |
Diagnose |
NYHA |
mögliche Ursachen |
FA |
Nebendiagnosen |
Biopsie |
|
117 |
56 |
M |
DCM, EF 22%, VF seit ´93, Z.n. Kardioversion, ICD 2/2000 |
II |
Beta1-AK, keine KHE, kein C2-Abusus |
negativ |
Z.n. Apoplex ´94, Schlaf-Apnoe |
95: kein Myokarditishinweis, mäßige Hypertrophie, keine Fibrose 2000: starke Hypertrophie, starke Fibrose, Z.n. Myokarditis mit schweren myokardialen Folgeschäden |
|
240 |
48 |
M |
DCM,(ED 93), EF 21%, rezidivierende HRST bis Lown IVb, pHT, rezidivierende Dekompesationen |
k.A. |
Z.n. Myokarditis 1990 |
k.A. |
aHTN, NI komp. Ret., Hyperurikämie, Chondrodysplasie li. Arm, steroidind. Osteoporose |
k.A. |
|
354 |
50 |
M |
DCM (ED 82), EF 13 %, keine HRST, pHT, chronische Lungenstauung, rezidivierende Dekompensationen |
III bis IV |
chron. C2-Abusus, 27 J Uranabbau, kein KHE |
k.A. |
aHTN, NI kompensierte Retention, HLP, Hyperurikämie, Adipositas per magna |
k.A. |
|
359 |
55 |
M |
DCM (ED Mitte 80), EF <30%, TAA bei VF, VT, ICD 5/94, rezidvierende Dekompensationen |
II bis III |
Z.n. Myokarditis , kein C2-Abusus |
negativ |
aHTN, pHT, |
87:mäßige Hypertrophie, deutliche Fibrose, Lymphozyteninfiltrat, Z.n. Myokarditis mit geringer Restaktivität |
|
376 |
66 |
W |
DCM (ED 93), EF 32 %, Lown IVa, 2/2000 DDD-SM bei AVB 3° |
III |
ev. Myokarditis, keine KHE |
k.A. |
pHT, Colitis ulcerosa 4/90 |
93: leichte bis mittlere Hypertrophie., geringe Fibrose, vermehrt freie Zellen |
|
391 |
59 |
M |
DCM (ED 90), EF ca.20%, Lown IVb |
II bis III |
beta1-AK |
k.A. |
Scharlach als Kind, schwere Grippe 86, Adipositas per magna, Hyperurikämie |
k.A. |
|
448 |
49 |
M |
DCM (ED 96), EF ca. 15%, progrediente Dyspnoe seit 90, LSB |
II |
Z.n. Myokarditis 1973, beta1-AK |
k.A. |
Hyperurikämie, Diabetes mellitus II |
k.A. |
|
543 |
49 |
M |
DCM (ED 91), EF 20 %, AVB °, inkompletter RSB/LSB, Z.n. Dekompensationen, 97: biventrikuläres Assist-Device, Tod 12/97 |
II bis III |
C2-Abusus |
negativ |
pHT |
Obduktion 97: Myozyten fleckförmig, unregelmäßige bizarre Kerne, feinnetzige Fibrose, C2-toxische DCM |
|
916 |
46 |
M |
DCM (ED 96), EF 20%, rezidivierende Dekompensationen, Tod 6/98 akute Dekompensation |
III |
C2-Abusus |
negativ |
Diabetes mellitus, pHT, persistierendes Foramen ovale, Hyperurikämie |
k.A. |
|
953 |
58 |
M |
DCM (ED 92), EF 20 % |
III |
beta-1-AK, |
k.A. |
aHTN, Nephrolithiasis, NI kompensierte Retention, IDDM, Z.n. Autonomen Adenom 92, Z.n. Apoplex 94, TVT 60 |
explantiertes Herz: hyper-, atrophe Myozyten, vergrößerte und pathologische Kerne, diffuse Fibrose, teilweise Narben, kein Infiltrat, keine Nekrose, Wand li. 11mm, re. 3mm |
|
314 |
64 |
M |
HOCM (ED 86), VF, Lown IVb, ICD 4/98 |
II |
2bp Insertion an Position +3126 im Myosin-Bindungsprotein C (Heterozygot) |
k.A. |
KHE 2G, Z.n. PTCA + Stent, aHTN, AS I°, MI I°, seit 86 chronischer Perikarderguß unklarer Genese, Z.n. TIA bei Carotisstenose beidseits 98, Adipositas per magna |
k.A. |
|
|
Tab. 31: Echoparameter der Patienten mit dem Promotorpolymorphismus
|
DNA-Nummer |
IVS (ed) |
HW (ed) |
LV-EDD |
LV-ESD |
LV-EF |
LV-FS |
LA |
RV-EDD |
RV-EF | |
|
117 |
8 mm |
10 mm |
80 mm |
64 mm |
k.A. |
2% |
46 mm |
k.A. |
k.A. | |
|
240 |
k.A. |
k.A. |
k.A. |
k.A. |
21% |
k.A. |
k.A. |
k.A. |
k.A. | |
|
354 |
7 mm |
11 mm |
110 mm |
99 mm |
15% |
6% |
56 mm |
15 mm |
30% | |
|
359 |
10 mm |
8 mm |
73 mm |
63 mm |
32% |
14% |
k.A. |
23 mm |
k.A. | |
|
376 |
10 mm |
10 mm |
53 mm |
29 mm |
32% |
45% |
k.A. |
normal |
k.A. | |
|
391 |
11 mm |
10 mm |
77 mm |
69 mm |
22% |
11% |
k.A. |
30 mm |
55% | |
|
448 |
k.A. |
k.A. |
76 mm |
67 mm |
15% |
k.A. |
k.A. |
k.A. |
k.A. | |
|
543 |
8 mm |
7 mm |
88 mm |
80 mm |
20% |
10% |
51 mm |
36 mm |
40% | |
|
916 |
11 mm |
10 mm |
70 mm |
69 mm |
20% |
11% |
k.A. |
34 mm |
30% | |
|
953 |
k.A. |
k.A. |
71 mm |
61 mm |
15% |
12% |
50 mm |
k.A. |
25% | |
|
314 |
20 mm |
8 mm |
50 mm |
k.A. |
k.A. |
k.A. |
k.A. |
normal |
k.A. |
Druckgrad. max. 49 mm HG |
Tab. 32: Katheterdaten für Patient Nr. 240
|
DNA-Nummer |
LVEDVI (ml/m 2 ) |
LVESVI (ml/m 2 ) |
SVI (ml/m 2 ) |
LVEF (%) |
|
240 |
74 |
20 |
54 |
74 |
|
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Die Analyse des Fragmentes "ct1Prom1F/ct1prb" zeigte ein aberrantes Laufverhalten im SSCP-Gel bei 4 °C und bei Raumtemperatur für einen Patienten. Die Sequenzierung ergab eine Deletion von vier Basen an den Positionen -992 bis -995 (CTTT). Die weitere Verifizierung dieser Variante und das Screening aller Patienten erfolgte anschließend mittels RFLP-Fragmentlängen-Polymorphismus unter Verwendung des Enzyms "Ear I". Dessen spezifische Erkennungssequenz (5´..CTCTTC(N)1 ↓..3´) wurde durch die Deletion gebildet. Demzufolge blieb das Wildtyp-Allel unverändert (131 bp), während das mutierte Allel in zwei Fragmente mit den Längen von 75 und 59 bp geschnitten wurde. Heterozygote Patienten wiesen deshalb im Polyacrylamidgel drei Banden der Längen 131, 75 und 59 bp auf.
Die RFLP-Analyse aller Patienten wies diese Mutation bei nur einer Patientin mit HCM nach. Nähere klinische Daten waren retrospektiv nicht zu erheben, da die DNA der Patientin aus einer externen Klinik zur genetischen Analyse zugeschickt wurde. Die Patientin selbst stellte sich nicht im Deutschen Herzzentrum Berlin vor. Interessant ist allerdings, daß bei der gleichen Patientin zusätzlich eine stumme Mutation im Gen des Myosin-Bindungsprotein C identifiziert werden konnte.
Durch die hier gefundene Deletion wird keine der bisher identifizierten Transkriptionsfaktorbindungsstellen zerstört.
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| Abb. 13: A) Ausschnitt aus einem SSCP-Gel bei Raumtemperatur für das Promotorfragment „ct1Prom1F/ct1prb“. Es sind bei einer Patientin (Spur 4) zwei zusätzliche Banden zu erkennen. Spur 1: Marker, Spuren 2-3 + 5-6: Patienten mit Wildtyp. B) Restriktionsverdau mit EarI. Bei der Patientin mit der CTTT-Deletion (Spur 9) sind deutlich drei Banden (entsprechend 131, 75 und 59 bp, Pfeile) zu erkennen. Alle übrigen Patienten (Spuren 2-8) weisen wie erwartet nur eine Bande mit ca. 131 bp auf. Spur 1: Marker | ||
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Nach erfolgter RNA-Isolierung und reverser Transkription wurde das Material jeder Probe als Doppelansatz in die PCR eingesetzt. Gleichzeitig erfolgte die Amplifikation des PDH-Gens in jeweils einem Ansatz für jede Probe. Alle Amplifikate wurden anschließend auf der gleichen Chromatographiesäule unter identischen Bedingungen quantifiziert. Für den anschließenden Vergleich der Daten untereinander wählten wir die maximale Höhe der Extinktionskurven. Dabei ergaben sich die in den folgenden Tabellen wiedergegebenen Werte.
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Tab. 33: Ergebnisse der HPLC-Analyse der Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz (LVEF<40%).
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Probe |
CT 1 ( Peakhöhen ) |
Mittelwert CT1 |
PDH |
Quotient |
Mittelwert Quotient |
|
CHI 1 |
5469 |
0,75 | |||
|
7267 |
6368 |
7297 |
1,00 |
0,87 |
|
|
CHI 2 |
4415 |
0,58 | |||
|
6428 |
5422 |
7604 |
0,85 |
0,71 |
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CHI 3 |
7867 |
1,06 | |||
|
9629 |
8748 |
7454 |
1,29 |
1,17 |
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CHI 4 |
7869 |
1,15 | |||
|
8466 |
8168 |
6859 |
1,23 |
1,19 |
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|
CHI 5 |
8107 |
1,29 | |||
|
5615 |
6861 |
6297 |
0,89 |
1,09 |
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CHI 6 |
6501 |
1,12 | |||
|
7419 |
6960 |
5822 |
1,27 |
1,20 |
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Tab. 34: Ergebnisse der HPLC-Analyse der Patienten mit normaler LVEF.
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Probe |
CT 1 ( Peakhöhe ) |
Mittelwert CT1 |
PDH |
Quotient |
Mittelwert Quotient |
|
KO 1 |
6012 |
0,82 | |||
|
5344 |
5678 |
7329 |
0,73 |
0,77 |
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KO 2 |
3763 |
0,56 | |||
|
4613 |
4188 |
6715 |
0,69 |
0,62 |
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KO 3 |
1220 |
0,21 | |||
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2020 |
1620 |
5683 |
0,36 |
0,29 |
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Tab. 35: Ergebnisse der HPLC-Analyse der Patienten nach Transplantation (LVEF>45%).
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Probe |
CT 1 ( Peakhöhe ) |
Mittelwert CT1 |
PDH |
Quotient |
Mittelwert Quotient |
|
TX 1 |
1394 |
0,24 | |||
|
2650 |
2022 |
5886 |
0,45 |
0,34 |
|
|
TX 2 |
6300 |
0,90 | |||
|
358 |
3329 |
7002 |
0,05 |
0,48 |
|
|
TX 3 |
4288 |
0,70 | |||
|
2800 |
3544 |
6105 |
0,46 |
0,58 |
|
|
TX 4 |
4370 |
0,51 | |||
|
5944 |
5157 |
8638 |
0,69 |
0,60 |
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|
TX 5 |
4459 |
0,70 | |||
|
6788 |
5624 |
6363 |
1,07 |
0,88 |
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Die Höhen der HPLC-Kurven für CT-1 lagen im Mittel bei 7088 ± 1398 für die Patienten mit reduzierter LVEF, bei 3829 ± 1720 für die Kontrollgruppe mit normaler LVEF und bei 3935 ± 2014 für die Gruppe der TX-Patienten. Dies entspricht einem relativen Anstieg der CT-1 mRNA um 85% (KO) bzw. 80% (TX).
Die Zusammenfassung der Daten beider Kontrollgruppen (KO und TX) resultiert in einem Mittelwert für die HPLC-höhe für CT-1 von 3895 ± 1910. Daraus ergibt sich eine um 82 % höhere CT-1 Expression in der Gruppe mit chronischer Herzinsuffizienz (CHI).
Die 95 %-Konfidenzintervalle liegen zwischen 2571 und 5219 in der Kontrollgruppe (KO+TX) sowie zwischen 5969 und 8207 in der Gruppe der Herzinsuffizienzpatienten (CHI).
Zur internen Standardisierung diente die gleichzeitige Amplifikation des PDH-Gens. Dessen Menge blieb, wie vorher erwartet, unverändert in allen Probengruppen (p=0,72 für Expressionunterschied zwischen CHI und Kontrollgruppe). Die Werte lagen im Mittel bei 6889 ± 644 für die Patienten mit reduzierter LVEF, bei 6576 ± 679 bzw. 6799 ± 993 für die beiden Kontrollgruppen KO respektive TX.
Durch die Relation von CT-1 zu PDH wird die Differenz der mRNA-Expression zwischen den Patientengruppen bestätigt. Bei einem CT-1/PDH-Quotienten von 1,04 ± 0.22 für die Patienten mit Herzinsuffizienz bzw. von 0,57 ± 0,26 für die Kontrollen ergibt sich ein Anstieg um 82 % [Seite 65↓](p<0,002). Es fand sich kein signifikanter Unterschied innerhalb der beiden Kontrollgruppen (KO: 0,56 ± 0,21; TX: 0,58 ± 0,29, p=0,92).
| Abb. 14: Box-and-Whisker-Plot-Diagramme mit Darstellung der HPLC-Daten der mRNA-Quantifizierung für CT-1 und PDH. A): Mittelwertverteilung der HPLC-Peakhöhen für CT-1, B): Mittelwertverteilung der HPLC-Höhen für PDH, C): Verteilung der Quotienten aus CT- 1 und PDH (relative mRNA-Expression). Zu erkennen sind eine höhere CT-1-Expression in der Patientengruppe mit Herzinsuffizienz sowie eine gleiche Expression der PDH-mRNA in beiden Gruppen (CHI vs. KO+TX). CHI: Patienten mit verminderter LVEF; Kontrollen: aufgrund der geringen Patientenzahlen wurden beide Subgruppen der Patienten nach Transplantation (TX) sowie der Patienten mit normaler LVEF (KO) zusammengefasst, Box-Plot: Werte innerhalb der Box liegen zwischen der 25%- und 75%-Quantile, waagerechte Linie in der Box entspricht dem Median, senkrechte Linien mit waagerechter Begrenzung (Whisker) entsprechen 5%- bzw. 95%-Quantile, außerhalb liegende Punkte entsprechen Extremwerten | ||
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Die statistische Auswertung zeigte eine signifikante negative Korrelation zwischen der CT-1-Expression (Quotient CT-1/PDH) und der Links- bzw. Rechtsventrikulären Ejektionsfraktion. Darüberhinaus korreliert die CT-1-Expression signifikant mit weiteren linksventrikulären [Seite 66↓]Funktionsparametern. So weisen Patienten mit einem hohen linksventrikulären enddiastolischem sowie endsystolischem Volumenindex (LVEDVI, LVESVI) und einem erhöhten linksventrikulären Masseindex (LVMI) eine signifikant höhere mRNA-Expression auf. Im Gegensatz dazu zeigte sich keine Korrelation zur enddiastolischen Muskeldicke (LVEDMD). Dies weist auf einen möglichen Zusammenhang zwischen der CT-1-Expression und einer Verschlechterung der Pumpfunktion (LVEF, RVEF) sowie einer Zunahme der Ventrikeldilatation (LVEDVI, LVESVI) hin. Da der Masseindex die relative Muskeldicke im Verhältnis zur Ventrikeldilatation darstellt, besteht auch ein Hinweis auf einen Zusammenhang mit der Myokardhypertrophie.
Tab. 36: Korrelation der relativen CT-1-mRNA-Expression zu Funktionsparametern
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Funktionsparameter |
Korrelationskoeffizient |
p-Wert |
Z-Wert |
|
LVEF |
-0,67 |
0,007 |
-2,71 |
|
RVEF |
-0,63 |
0,014 |
-2,46 |
|
LVEDVI |
0,60 |
0,020 |
2,33 |
|
LVESVI |
0,66 |
0,009 |
2,60 |
|
LVMI |
0,63 |
0,014 |
2,45 |
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LVEDMD |
0,32 |
0,275 |
1,09 |
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Korrelation der CT-1 mRNA mit der kardialen Funktion
| Abb. 15: Graphische Darstellung der Korrelation zwischen kardialen Funktionsparametern und der relativen CT-1-Expression (CT-1/PDH). Zu erkennen ist eine negative Korrelation zwischen der links- und rechtsventrikulären Ejektionsfraktion (LVEF, RVEF) sowie eine positive Korrelation mit den enddiastolischen und endsystolischen Volumenindizes (LVEDVI, LVESVI) und dem Masseindex (LVMI). | ||
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| DiML DTD Version 3.0 | Zertifizierter Dokumentenserver der Humboldt-Universität zu Berlin | HTML-Version erstellt am: 03.06.2004 |