Dokument: Basale Modifikation von Autophagie und Titin in Mäusen mit Expression exklusiver mitochondrial lokalisierter Telomerase Reverse Transkriptase (TERT)
| Titel: | Basale Modifikation von Autophagie und Titin in Mäusen mit Expression exklusiver mitochondrial lokalisierter Telomerase Reverse Transkriptase (TERT) | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=67575 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20241121-105845-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Zerlin, Helen [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Krüger, Martina [Gutachter] Prof. Dr. Haendeler, Judith [Gutachter] [im Online-Personal- und -Vorlesungsverzeichnis LSF anzeigen] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Das Sarkomerprotein Titin spielt eine entscheidende Rolle bei der passiven Steifigkeit des Myokards und der diastolischen Herzfunktion. Seine passiv mechanischen Eigenschaften werden durch Änderung der Expression kardialer Titin-Isoformen oder durch posttranslationale Modifikationen, wie der Phosphorylierung der elastischen I-Band-Domänen N2-B und PEVK, beeinflusst. Veränderte Titin-Eigenschaften werden mit chronischen Veränderungen der diastolischen Funktion des linken Ventrikels in Verbindung gebracht, können aber auch als akute Adaptation nach Myokardinfarkt auftreten. Autophagieprozesse sind an der Regulation der Titin-Expression und des Titin-Abbaus beteiligt und tragen zur Aufrechterhaltung der muskulären Integrität und Funktion bei. Der katalytischen Untereinheit der Telomerase, Telomerase Reverse Transkriptase (TERT), werden kardioprotektive Eigenschaften zugeschrieben. Vorangegangene Studien an Mäusen zeigten, dass diese kardioprotektive Wirkung spezifisch auf die mitochondrial lokalisierte TERT zurückgeführt werden kann, und dass Mäuse mit einer Expression exklusiv mitochondrial lokalisierter TERT das “Outcome” nach einem akuten Myokardinfarkt erheblich verbessert. Dabei verbessert die mitochondriale TERT die Funktion an Komplex I der Atmungskette und schützt die Zellen vor oxidativem Stress. Zudem schützt sie die Kardiomyozyten vor Apoptose, verbessert die Differenzierung von Myofibroblasten, und fördert Endothelzellmigration und Vaskularisierung. Inwiefern mitochondriale TERT auch eine protektive Wirkung auf die kardialen Sarkomere ausübt wurde bisher nicht untersucht.
Die vorliegende Arbeit sollte daher untersuchen, ob in Mäusen mit Expression exklusiv mitochondrial lokalisierter TERT bereits unter basalen Bedingungen Modifikationen des Sarkomerproteins Titin auftreten, die möglicherweise zu der beobachteten Kardioprotektion bei Myokardinfarkt beitragen könnten. Untersucht wurden linksventrikuläre Gewebeproben von Mäusen mit einer Expression von exklusiv mitochondrial lokalisierter TERT mit gleichzeitiger Defizienz für endogene TERT (mitoTERT-Mäuse). Als Vergleichstiere dienten Wildtyp (WT) und komplett TERT-defiziente (ko) Mäuse. Die Gewebeproben von mitoTERT-Mäusen zeigten eine signifikante Steigerung der relativen AMPK-Phosphorylierung, woraus auf eine verstärkte Induktion der Autophagie geschlossen werden kann. Weitere Autophagie-Marker wie LC3 und ULK zeigten trotz leichter Trends keine signifikanten Veränderungen der untersuchten Phosphorylierung bzw. Expression. Bei der biochemischen Analyse von kardialem Titin zeigten sich weder in der I-Banden Phosphorylierung noch in der Titin-Isoformen-Komposition statistisch signifikante Veränderungen. Im Vergleich zu WT-Mäusen wurde jeweils eine tendenzielle Erhöhung der ERK- und PKA/PKG-vermittelte Phosphorylierung an S4010 in den Geweben der ko- und mitoTERT-Mäusen beobachtet. In Summe könnten diese Veränderungen möglicherweise zu einer verminderten passiven Steifigkeit der Kardiomyozyten führen, wodurch die diastolische Funktion des Herzens im Sinne einer erleichterten Füllungsphase verändert sein könnte. Weiterführende Untersuchungen zur passiven Steifigkeit isolierter Kardiomyozyten sind nötig, um diese Hypothese experimentell zu prüfen. Zudem könnte untersucht werden, ob die geringfügigen basalen Veränderungen von Titin in Kombination mit einer Aktivierung von Autophagieprozessen ausreichen, um im Rahmen eines akuten Myokardinfarktes eine signifikante Protektion des kontraktilen Apparates der Kardiomyozyten zu bewirken. The sarcomere protein titin plays a crucial role in the passive stiffness of the myocardium and diastolic heart function. Its passive mechanical properties are influenced by changes in the expression of cardiac titin isoforms or by post-translational modifications, such as phosphorylation of the elastic I-band domains N2-B and PEVK. Altered titin properties are associated with chronic changes in left ventricular diastolic function but can also occur as acute adaptation following myocardial infarction. Autophagy processes are involved in regulating titin expression and degradation, contributing to maintaining muscular integrity and function. The catalytic subunit of telomerase, telomerase reverse transcriptase (TERT), is attributed with cardioprotective properties. Previous studies in mice have shown that this cardioprotective effect can be specifically attributed to mitochondria-localized TERT and that mice expressing exclusively localized mitochondrial TERT significantly improved outcomes following acute myocardial infarction. Mitochondrial TERT improves function at complex I of the respiratory chain and protects cells from oxidative stress. Additionally, it protects cardiomyocytes from apoptosis, enhances myofibroblast differentiation, and promotes endothelial cell migration and vascularization. However, whether mitochondrial TERT also exerts a protective effect on cardiac sarcomeres has not been investigated. This study aimed to investigate whether modifications of the sarcomere protein titin occur in mice expressing exclusively mitochondrial-localized TERT under basal conditions, which might contribute to the observed cardioprotection during myocardial infarction. Left ventricular tissue samples from mice expressing exclusively mitochondrial-localized TERT with concurrent deficiency for endogenous TERT (mitoTERT mice) were examined. Wild-type (WT) and completely TERT-deficient (ko) mice served as comparison animals. Tissue samples from mitoTERT mice showed a significant increase in relative AMPK phosphorylation, indicating enhanced induction of autophagy. Other autophagy markers such as LC3 and ULK showed no significant changes in phosphorylation or expression despite slight trends. Biochemical analysis of cardiac titin revealed no statistically significant changes in I-band phosphorylation or titin isoform composition. Compared to WT-mice, a tendency towards increased ERK- and PKA/PKG-mediated phosphorylation at S4010 was observed in the tissues of ko-and mitoTERT-mice. Collectively, these changes could possibly lead to reduced passive stiffness of cardiomyocytes, potentially altering heart diastolic function towards a facilitated filling phase. Further investigations into the passive stiffness of isolated cardiomyocytes are necessary to experimentally test this hypothesis. Additionally, it could be explored whether the minor basal changes in titin, combined with activation of autophagy processes, are sufficient to significantly protect the contractile apparatus of cardiomyocytes during acute myocardial infarction. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Bezug: | Oktober 2020-November 2024 | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 21.11.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 21.11.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 02.07.2024 | |||||||
| Datum der Promotion: | 12.11.2024 |
