Klonierung eines spannungsabhängigen Kaliumkanals der Kv4-Familie im linksventrikulären Myokard des Schweins

Abstract

Der kardiale transiente Kalium-Auswärtsstrom (Ito1) spielt bei großen Säugetieren, einschließlich des Menschen, eine führende Rolle bei der frühen Repolarisation. Der Ito1 zeigt innerhalb der linksventrikulären Herzwand einen regelhaften Gradienten von Epikard zu Endokard. Neuere Studien haben gezeigt, dass die Größe des Ca2+-unabhängigen transienten Auswärtsstroms (Ito1) im linken Ventrikel des Schweineherzens sehr klein ist. Deshalb wurde untersucht, ob eine veränderte molekulare Expression oder Funktion der spannungsabhängigen Kaliumkanäle, die zur Kv4-Untergruppe gehören und bei anderen Spezies für den Hauptteil des Ito1 verantwortlich sind, die Ursache für das Fehlen eines signifikanten Ito1 im Schweineherzen sind. In der vorliegenden Arbeit konnte mittels RT-PCR-Analyse mit degenerierten Primern gezeigt werden, dass Kv4.2-mRNA sowohl im Gewebe des linken Ventrikels des Schweineherzens als auch in isolierten Myozyten des Ventrikel vorhanden ist. Die Klonierung eines Mitgliedes der Kv4-Kaliumkanalfamilie mittels PCR ergab eine Übereinstimmung von mehr als 96 % mit den Mitgliedern des Kv4.2 der Ratte und des Menschen auf der Ebene der Aminosäuresequenz. Messungen am heterologen Expressionssystem (Xenopus-laevis-Oozyten) zeigen, dass der durch den Kv4.2-Kanal des Schweins generierte Strom ähnliche elektrophysiologische Eigenschaften besitzt wie der Ito1 bei der Ratte und dem Menschen. Messungen aus der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Ehmke, die infolge der vorgelegten Arbeit durchgeführt wurden, weisen darauf hin, dass sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene die Expressionsraten von Kv4.2 im linken Ventrikel des Schweins und der Ratte ähnlich sind. Entsprechend diesen Ergebnissen kann der außergewöhnlich kleine Ito1 im linken Ventrikel des Schweineherzens weder durch eine Änderung der molekularen Funktion, wie in der vorliegenden Arbeit gezeigt, noch durch eine quantitativ geringere Expression der Kv4.2-Kanal-Proteine erklärt werden. Weitere Untersuchungen zu möglichen Ursachen der fehlenden funktionellen Expression des Ito1 müssen folgen.