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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-30761
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2006/3076/


Identifizierung von Mechanismen der Krankheitsentwicklung bei der familiären hypertrophen Kardiomyopathie infolge Mutationen des Myosin-Bindungsprotein-C

Schenke, Carolus

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SWD-Schlagwörter: Hypertrophische Herzmuskelkrankheit , Pathophysiologie , Sarkomer , Mutation , Proteasom , Ubiquitin
Freie Schlagwörter (Deutsch): Myosin-Bindungsprotein-C
Basisklassifikation: 44.38 , 44.37 , 44.48
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Eschenhagen, Thomas (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.09.2006
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 31.10.2006
Kurzfassung auf Deutsch: Hintergrund und Ziele: Die familiäre hypertrophische Kardiomyopathie (HCM) ist eine dominant erbliche Erkrankung des Myokards. Mit einer Häufigkeit von 1:500 gehört sie zu
den häufigsten dominant erblichen Gesundheitsrisiken des Menschen. Typisch für die HCM ist ein variables Spektrum von Verläufen, Schweregraden und Komplikationen. Die
Erkrankung stellt die häufigste Ursache des plötzlichen Herztodes bei jüngeren Patienten und Athleten dar. Mutationen des herzspezifischen Myosin-Bindungsprotein-C (MyBP-C,C-Protein) sind mit einem Patientenanteil von ca. 40% eine der Hauptursachen der HCM. Mit den Mutationen im MyBP-C-Gen sind zwar mögliche Ursachen der hypertrophen
Kardiomyopathie identifiziert worden, nicht aber die pathogenetischen Mechanismen. Ziel der Arbeit war es Mechanismen der Krankheitsentstehung bei der familiären hypertrophen Kardiomyopathie infolge Mutationen des Myosin-Bindungsprotein-C zu identifizieren. Exemplarisch wurden dazu zwei typische Mutationen des MyBP-C (M6t 3% bzw. M7t 80% Trunkierung), die beim Menschen zur Ausbildung einer HCM führen, untersucht.
Methoden: Unter Verwendung entsprechender cDNA wurden rekombinante, replikationsdefiziente Adenoviren hergestellt, die Wildtyp- oder mutiertes MyBP-C unter
der Kontrolle eines CMV-Promotors exprimieren. Zur Unterscheidung vom endogenen MyBP-C wurde die cDNA N-terminal mit einem myc-Tag versehen. Die Untersuchungen
wurden an neonatalen Rattenkardiomyozytenzellkulturen sowie an 3-dimensional rekonstituiertem Herzmuskelgewebe (engineered heart tissue, EHT) der Ratte durchgeführt. Die Herzmuskelzellen wurden adenoviral mit Wildtyp- oder mutierter MyBPC cDNA transfiziert. Es erfolgte die Bestimmung der Transkript- und Proteinkonzentration
des mutierten MyBP-C durch Northern- bzw. Western-Blot. Durch die Behandlung der Kardiomyozyten mit einem Proteasominhibitor wurde überprüft, ob das mutierte MyBP-C
einem verstärkten Abbau durch das Ubiquitin-Proteasom-System unterliegt. Die Assoziation der mutierten Proteine mit sarkomerischen Proteinen wurde mittels einer
Sakomerpräparation dargestellt. Am EHT-Modell wurden nach adenoviralem Gentransfer die Effekte auf die Kontraktilität (Konzentrations-Wirkungsbeziehungen für Ca2+ und den Beta-Adrenozeptoragonisten Isoprenalin) und die Morphologie untersucht.
Ergebnisse: Bei der Untersuchung der mRNA-Konzentration zeigten sich keine Unterschiede der Transkript-Spiegel zwischen Wildtyp- und mutiertem MyBP-C. Die Proteinkonzentration der trunkierten Proteine lag deutlich unter der des Wildtyp-C-Proteins. Die Zugabe des Proteasominhibitors MG132 führte zu einem Anstieg der
Proteinspiegel auf Wildtyp-Niveau. Alle adenoviral überexprimierten Proteine assoziierten mit sarkomerischen Strukuren. Bei der Bestimmung der Kontraktionsparameter zeigten sich keine signifikanten Unterschieden zwischen Wildtyp- und M6t-MyBP-C exprimierenden EHTs. Die Überexpression der stärker trunkierten M7t-Mutante führte
vergleichsweise zu erhöhter maximaler Kontraktionskraft sowohl unter Erhöhung der extrazellulären Calciumkonzentration als auch unter Stimulation mit dem Beta-Adrenozeptoragonisten Isoprenalin.
Schlussfolgerungen: Trunkierte MyBP-C-Mutanten unterliegen einer verstärkten Degradation durch das Ubiquitin-Proteasom-System. Möglicherweise ist dieser Mechanismus an der Pathogenese der hypertrophen Kardiomyopathie durch Mutationen des MyBP-C beteiligt. Die veränderten Kontraktionsparameter des M7t-MyBP-C im Vergleich zum Wildtyp ordnen sich in eine Reihe von Studien ein, die zeigen, dass Mutationen des C-Proteins sowohl eine Hypo- als auch eine Hyperkontraktilität zur Folge haben können. Die genauen Mechanismen dieser Veränderungen sind jedoch bislang unklar.

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