Housekeeping-Gene sind Gene, die nicht reguliert werden. Sie werden unabhängig von Umwelteinflüssen in allen Zellen konstant exprimiert. Häufig kodieren sie für Proteine, die der Aufrechterhaltung basaler Stoffwechselfunktionen dienen. Typische Housekeeping-Gene sind Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH), Porphobilinogen-Desaminase (PBGD), Cyclophilin und ribosomale RNA. Aufgrund ihrer stabilen Expression in allen Zellen werden Housekeeping-Gene häufig als interner Standard für die Normalisierung von mRNA bei Expressionsanalysen verwendet. Dies ist notwendig, um Messfehler bei der RNA-Quantifizierung zu vermeiden.

Unterschiedliche Veröffentlichungen zeigen jedoch die Regulation von Housekeeping-Genen unter verschiedenen Bedingungen wie Hypoxie und Zellproliferation. Es ist daher erforderlich, Housekeeping-Gene unter den spezifischen experimentellen Bedingungen auf ihre Eignung als interner Standard zu prüfen.

Bis zum jetzigen Zeitpunkt lagen keine Kenntnisse über die Expression von Housekeeping-Genen bei kardialer Hypertrophie und Herzinsuffizienz vor. Es ist bekannt, dass kardiale Hypertrophie und Herzinsuffizienz durch charakteristische Änderungen in der Genexpression gekennzeichnet sind. Eine Regulation der Housekeeping-Gene kann daher nicht ausgeschlossen werden.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen geeigneten internen Standard für die Quantifizierung von mRNA bei kardialer Hypertrophie und Herzinsuffizienz zu finden. Hierzu wurde die linksventrikuläre mRNA-Expression der Housekeeping-Gene GAPDH, Cyclophilin, PBGD und 18SrRNA in verschiedenen experimentellen Tiermodellen der Ratte bestimmt. Als Hypertrophiemodell wurde der kleine aortokavale Shunt, als Herzinsuffizienzmodell der große aortokavale Shunt und der Myokardinfarkt verwendet. Die hämodynamischen Messungen wurden 30 Tage nach der Operation durchgeführt. Die erhobenen Daten belegen, dass kleiner Shunt, großer Shunt und Myokardinfarkt als experimentelle Tiermodelle für kardiale Hypertrophie bzw. Herzinsuffizienz geeignet sind.

Die Quantifizierung der mRNA erfolgte mit Hilfe des Ribonuklease-Protektion-Assay (RPA) und der TaqManTM-PCR. Beide Methoden werden zur Quantifizierung von mRNA verwendet, wobei sich die TaqManTM-PCR durch ihre höhere Sensitivität und Spezifität auszeichnet.

ANP-mRNA, ein Marker für kardiale Hypertrophie, diente als Positivkontrolle. Die linksventrikuläre Expression von ANP-mRNA war in allen untersuchten Tiermodellen gegenüber Kontrolltieren signifikant erhöht.

Die mit Hilfe des RPA gemessene linksventrikuläre mRNA-Expression aller untersuchten Housekeeping-Gene in Tieren mit kardialer Hypertrophie und Herzinsuffizienz war im Vergleich zu Kontrolltieren unverändert. Dagegen ergaben sich mit der sehr sensitiven TaqManTM-PCR signifikante Unterschiede in der mRNA-Expression von GAPDH, Cyclophilin und PBGD. Die GAPDH-mRNA-Expression und die PBGD-mRNA-Expression im linken Ventrikel von Infarkttieren war im Vergleich zu Kontrolltieren deutlich erniedrigt. Die linksventrikuläre Cyclophilin-mRNA-Expression bei Tieren mit großem Shunt war gegenüber Tieren mit kleinem Shunt und Kontrolltieren deutlich erhöht. Lediglich 18SrRNA zeigte in allen untersuchten Tiermodellen eine stabile Expression.

Die vorliegende Arbeit konnte mit Hilfe der sehr sensitiven TaqManTM-PCR nachweisen, dass die Housekeeping-Gene GAPDH, Cyclophilin und PBGD bei kardialer Hypertrophie bzw. Herzinsuffizienz reguliert werden. Aufgrund der stabilen Expression, unabhängig von der verwendeten Quantifizierungsmethode, ist 18SrRNA als interner Standard für die quantitative Analyse der mRNA-Expression in den untersuchten experimentellen Modellen für kardiale Hypertrophie und Herzinsuffizienz am besten geeignet. Die Ergebnisse dieser Arbeit unterstreichen die Notwendigkeit der Verwendung eines geeigneten internen Standards bei der Quantifizierung von mRNA unter verschiedenen experimentellen Bedingungen.