| Autor(en): |
Ahmed Ihab Abdelaziz |
Titel: |
Untersuchungen zur Funktion der humanen atrialen essentiellen leichten Myosinkette (ALC-1) in einem transgenen Rattenmodell |
| Gutachter: |
Anders Arner; Guy Vassort; Ingo Morano |
| Erscheinungsdatum: |
30.09.2004 |
| Volltext: |
html
(urn:nbn:de:kobv:11-10034300)
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-10034291)
xml
(urn:nbn:de:kobv:11-10038085)
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| Fachgebiet(e): |
Medizin |
| Schlagwörter (ger): |
Essentielle leichte Myosinkette, Herz, Kontraktilität, transgene Ratten |
| Schlagwörter (eng): |
Essential myosin light chains, Heart, Contractility, Transgenic rats |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Medizinische Fakultät - Universitätsklinikum Charité |
| Zitationshinweis: |
Abdelaziz, Ahmed Ihab:
Untersuchungen zur Funktion der humanen atrialen essentiellen leichten Myosinkette (ALC-1) in einem transgenen Rattenmodell;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Medizinische Fakultät - Universitätsklinikum Charité , publiziert am 30.09.2004, urn:nbn:de:kobv:11-10038085
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| Abstract (ger): |
| Die meisten Patienten mit hypertropher Kardiomyopathie und kongenitalen Herzerkrankungen exprimieren die atriale essentielle leichte Myosinkette (ALC-1) im Ventrikel, wo sie teilweise die ventrikuläre essentielle leichte Myosinkette (VLC-1) ersetzt. Diese VLC-1/ALC-1 Isoformveränderung korrelierte mit einem Anstieg der Zykluskinetik der Myosin-Querbrücken in chemisch gehäuteten Herzfasern aus hypertrophierten Humanventrikeln. Um die funktionelle Bedeutung der ALC-1 im gesamten intakten Herzen zu untersuchen, habe ich in der vorliegenden Arbeit ein transgenes Rattenmodell charakterisiert, das die humane ALC-1 (hALC-1) im Herzen exprimiert (TGR/hALC-1). WKY-Ratten dienten als genetisch korrekter Kontrollstamm.
Mittels rekombinanter hALC-1 als Standard wurde die exprimierte hALC-1-Menge in SDS-Extrakten linker Ventrikel der TGR/hALC-1 im Western-Blot untersucht. 12 Wochen alte TGR/hALC-1 exprimierten etwa 17 mug hALC-1/mg SDS-Extrakt. Das exprimierte Transgen konnte in der Immunfluoreszenz zwischen den Z-Linien der Sarkomere lokalisiert werden. Die gerichtete Integrations des Transgens in das kardiale Myosinmolekül wurde zusätzlich noch in hochgereinigten Myosinpräparationen nachgewiesen.
Analyse des linksventrikulären Proteoms durch 2D-PAGE, das zur Identifikation von etwa 3000 Proteinen führte, zeigte vergleichbare Proteinmuster in WKY und TGR/hALC-1.
Die Untersuchungen der Kontraktilität des intakten isoliert perfundierten Herzen wurden mit Langendorff-Präparationen durchgeführt. Die Expression des hALC-1-Transgen führte zu statistisch signifikanten (p<0.001) Steigerungen aller gemessenen Kontraktilitätsparameter (linksventrikuläre Druckentwicklung, maximale Geschwindigkeit der Kraftentwicklung, maximale Erschlaffungsgeschwindigkeit). Die altersbedingte Abnahme der Transgenexpression führte zu einer Abnahme der verbesserten Kontraktilitätsparameter auf das Kontrollniveau der WKY-Tiere.
Diese Ergebnisse belegen, dass die Expression der hALC-1 im Herzen nicht nur die Funktion von in vitro-Präparaten, sondern auch die des gesamten intakten Organs zu steigern vermag.
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| Abstract (eng): |
| Most patients with hypertrophic cardiomyopathy and congenital heart diseases express the atrial essential myosin light chains (ALC-1) in their ventricles, partially replacing the ventricular essential light chains (VLC-1). This VLC-1/ALC-1 isoform shift is correlated with an increase in cross-bridge cycling kinetics as measured using chemically skinned fibers from the hypertrophied ventricles of human hearts. To study the functional importance of hALC-1 in the whole intact perfused-heart, a transgenic rat model overexpressing hALC-1 (TGR/hALC-1) in the heart was generated. WKY rats were used as the respective genetically correct control strain.
Using hALC-1HIST protein as a standard, the amount of transgenic protein expression was quantified by Immunoblot analysis of the left ventricular tissue extracts of the transgenic rats. Twelve-week-old TGR/hALC-1 expressed around 17mug hALC-1 per mg of whole SDS-soluble protein.
The transgene was localized in-between the Z-lines of the sarcomere by immunofluoresecnce microscopy. Furthermore, the proper integration of the transgene into the rat ventricular myosin was confirmed by purifying myosin from rat ventricular tissues.
Whole ventricular proteome analysis by 2D-PAGE, resolved approximately 3000 proteins spots in each TGR/hALC-1 and WKY animal. The whole protein expression patterns in both animal groups showed no differences with the exception of the transgenic hALC-1 protein spot.
The perfused heart contractility parameters were evaluated using the Langendorff preparation. Expression of hALC-1 was accompanied by statistically significant improvements (p<0.001) in all measured contractile parameters of the hearts of the TGR/hALC-1 compared to the age matched control (WKY) animals, represented by increases in the developed left ventricular pressure, maximal rate of pressure increase and the relaxation rate. Age dependent decrease in the transgene expression caused a decline of the improved contractility parameters to normal values.
These results demonstrate that the expression of the hALC-1 in the heart not only improved the function of in-vitro preparations, but also of the whole intact organ.
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