Lokalisierung Islet-1-positiver Zellen im erwachsenen murinen Herz

Abstract

Islet-1 ist ein Transkriptionsfaktor und molekularer Marker kardialer Vorläuferzellen in der Embryonalentwicklung. Ziel dieser Arbeit war es die regionale Verteilung und Identität von Islet 1+ Zellen im adulten murinen Herzen zu untersuchen. Hierfür wurde ein transgenes Reportermausmodell mit einer im Lokus des Islet 1 Gens inserierten nukleären β-Galactosidase verwendet (Isl-1-nLacZ-Maus). Die Mausherzen wurden mit 5 Brom 4 chlor 3 indolyl β D galactopyranosid (X-Gal) gefärbt und sequenzielle Kryoschnitte in einem Vierkammerblick wurden angefertigt. Anschließend wurden die Zellen immunhistochemisch und in der Immunfluoreszenz charakterisiert. Um die Rolle von Islet 1 während der kardialen Regeneration zu untersuchen, führten wir die genannten Untersuchungen ebenfalls in einem Modell des künstlich induzierten Myokardinfarktes durch. Die Studie zeigte folgende Erkenntnisse: • Islet 1+ Zellen wurden im adulten murinen Herz in drei verschiedenen Regionen nachgewiesen. Bei diesen handelte es sich um definierte Populationen des Sinusknotens, kardiale Ganglien sowie Zellen im Bereich des proximalen Ausflusstraktes.

• Es wurden keine Islet 1+ Zellen im gesunden Ventrikel des adulten murinen Herzens nachgewiesen.

• Es wurden keine Islet 1+ Zellen nach einem Myokardinfarkt im Ventrikel lokalisiert.

• Diese Arbeit etablierte Islet 1 als molekularen Marker des Sinusknotens. Islet 1 markiert somit nach den Ergebnissen dieser Arbeit im Herzen der erwachsenen Maus, anders als in der Embryonalentwicklung, keine Vorläuferzellpopulation. Vielmehr sprechen die vorliegenden Befunde für eine Rolle von Islet 1 im adulten Sinusknoten. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um mögliche Zusammenhänge zwischen einer gestörten Expression von Islet 1 und kardialen Arrhythmien oder Erkrankungen des Sinusknotens aufzudecken.

The transcription factor Islet-1 (Isl-1) is a marker of cardiovascular progenitors. The aim of this study was to investigate the distribution of Islet-1 positive cells, further characterize these cells and to evaluate whether they possess a regenerative potential after myocardial infarction (MI). The distribution of Islet-1+ cells in adult heart was investigated using gene targeted mice with nuclear β galactosidase inserted into the Islet-1 locus (Isl-1-nLacZ-mice). Mouse hearts were stained with bromo-chloro-indolyl-galactopyranoside (X-gal) and subsequently cryosections were performed in a four-chamber view. Further characterization was done by immunochemistry and immunofluorescence. • Islet 1 was expressed in three different regions of the adult murine heart. These were a defined population of sinus node cells, cardiac ganglion cells as well as cells in the region of the proximal outflow tract.

• Islet 1 was not expressed in the healthy ventricle of the adult murine heart.

• Islet 1 was not expressed in the region of the ventricles after induced myocardial infarction.

• This work established Islet 1 as molecular marker of the sinus node. We did not find any evidence for Islet 1 being a marker for a population of cardiac progenitors in the adult heart. The absence of Islet-1+ cells in the infarct region argues against a role of Islet-1 in cardiac regeneration after MI. However, our data point to a role for islet 1 in the adult sinus node. Further studies are necessary to elucidate this function. They could reveal a possible relationship of a disturbed expression of Islet 1 and cardiac arrhythmias or diseases of the sinus node.