Evaluation des kardialen Phänotyps und des Ubiquitin-Proteasom-Systems in Lmna-delK32-Mäusen

Abstract

Laminopathien sind eine heterogene Gruppe von Krankheiten, die durch Mutationen in den Genen der Lamine und Lamin-assoziierter Proteine hervorgerufen werden. Obwohl Lamin ubiquitär vorkommt, sind nur bestimmte Gewebe, wie die quergestreifte Muskulatur oder das Fettgewebe, betroffen. Eine kardiale Beteiligung, meist in Form einer DCM, ist häufig. Quijano-Roy et al. beschrieben 2008 die LMNA-assoziierte Form der kongenitalen Muskeldystrophie, L-CMD. Das in Paris entwickelte Lmna∆K32-Mausmodell weist eine der in L-CMD-Patienten identifizierten Mutationen auf. Erste Experimente mit den homozygoten Mäusen dieser Mauslinie ergaben deutlich niedrigere Lamin A/C Protein-Konzentrationen als in den WT-Mäusen bei gleichen mRNA-Konzentrationen. Dies führte zu der Annahme, dass mutierte Lamine posttranslational schnell und quantitativ abgebaut werden. Das UPS ist das Hauptabbausystem für missgefaltete und mutierte Proteine in der eukaryotischen Zelle, so dass wir die Hypothese aufstellten, dass mutiertes Lamin durch das UPS degradiert wird. Wir analysierten die Lamin A/C mRNA- und Protein-Konzentrationen in heterozygoten Mäusen verschiedenen Alters und erfassten den kardialen Phänotyp der homo- und heterozygoten Mäuse mittels Echokardiographie. Die homozygoten Mäuse zeigten phänotypisch ähnliche Charaktistika wie L-CMD-Patienten. Sie starben trotz einer echokardiographisch erfassten normalen kardialen Funktion innerhalb von drei Wochen. Wir konnten keine Hinweise finden, dass das UPS in homozygoten Mäusen an der Degradation von Lamin A/C beteiligt ist. Jedoch war die nach Abschluss dieser Arbeit bestimmte Halbwertszeit von Lamin länger als erwartet, weshalb das UPS eventuell nicht lange genug mit dem Proteasom-Inhibitor behandelt wurde. Es bleibt somit offen, weshalb die homozygoten Mäuse so früh versterben und welches proteolytische System für den schnellen Abbau des mutierten Lamins verantwortlich ist. Die heterozygoten Mäuse entwickelten ab einem Alter von 8 Monaten eine DCM und verstarben daraufhin innerhalb kurzer Zeit. Die Lamin A/C Protein-Konzentrationen waren bei den heterozygoten Mäusen initial reduziert, während bei älteren Mäusen mit bereits beginnender DCM im Vergleich zu WT-Mäusen kein Unterschied gemessen wurde. Wir konnten zeigen, dass das UPS in heterozygoten Mäusen geschwächt ist. Besonders deutlich wurde dies in den mit einem UPS-Reportermausmodell gekreuzten Mäusen. Die Evaluation des gekreuzten Modells sollte in zukünftigen Experimenten ein zentraler Punkt sein. Zudem weisen die echokardiographischen Ergebnisse der heterozygoten Mäuse darauf hin, dass bei Patienten mit L-CMD in Kontrolluntersuchungen ein besonderes Augenmerk auf die Entwicklung einer DCM gelegt werden sollte.