Dokument: Altersabhängige Veränderungen der kontraktilen Eigenschaften und der Proteinqualitätskontrolle in einem Mausmodell mit hypertropher Kardiomyopathie
| Titel: | Altersabhängige Veränderungen der kontraktilen Eigenschaften und der Proteinqualitätskontrolle in einem Mausmodell mit hypertropher Kardiomyopathie | |||||||
| Weiterer Titel: | age-dependent changes in contractile properties and protein quality control in a mouse model with hypertrophic cardiomyopathy | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=73977 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20260723-133633-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Klammer, Patricia [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Krüger, Martina [Gutachter] Univ.-Prof.Dr. Schmitt, Joachim [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | HCM, PQC, Titin | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die hypertrophe Kardiomyopathie (HCM) ist die häufigste hereditäre Herzmuskelerkrankung. Sie zeichnet sich durch eine häufig asymmetrische, ventrikuläre Hypertrophie, eine Hyperkontraktilität und eine verminderte diastolische Dehnbarkeit aus. Jedoch ist wenig über die Pathogenese der Erkrankung bekannt. HCM-auslösenden Mutationen liegen häufig in
Sarkomerproteinen und können in der stetig kontrahierenden Herzmuskelzelle mechanischen Stress auslösen, weshalb das Proteinqualitätskontrollsystem (PQC) als Faktor in der Pathogenese der HCM diskutiert wird. Ebenfalls könnte Titin als Hauptdeterminante der passiven Dehnbarkeit der Sarkomere maßgeblich für die verminderte diastolische Dehnbarkeit verantwortlich sein. In diesem Projekt wurde diesen Fragen mit einem Mausmodell der HCM mit der heterozygot vorliegenden Myosinmutation R453C (RC) nachgegangen. Die Mäuse wurden in eine jüngere- prodromale (11 w) und eine ältere-erkrankte (38 – 43 w) Gruppe mit jeweils gleichaltrigen Kontrolltieren (WT) unterteilt, um eine bessere Einordnung der Ergebnisse in den zeitlichen Verlauf der Pathogenese der HCM zu ermöglichen. An Gewebestreifen der Papillarmuskeln wurden biomechanische Analysen zur Erhebung der passiven und kalziumabhängigen aktiven Kraftentwicklung sowie der Kalziumsensitivität durchgeführt. Außerdem wurden ausgewählte Marker der Proteinqualitätskontrolle, die Troponin I Phosphorylierung, posttranslationale Veränderungen des Titins, die PKCa Aktivität sowie die Zusammensetzung der Titinisoformen durch SDS-PAGE und Western Blot analysiert. Die biomechanischen Parameter zeigten sich unverändert für die älteren RC-Mäuse. Ebenso war die passive Steifigkeit jeweils nicht zwischen den RC- und gleichaltrigen WT-Mäusen verändert. Jedoch waren die jüngeren RC-Mäuse hyperkontraktil und die Kalziumsensitivität war erhöht. Bei den Parametern der Proteinqualitätskontrolle zeigte sich nur bei den älteren RC-Mäusen eine erhöhte Gesamt- und Titin-Ubiquitinierung. Dies deutet auf einen erhöhten Proteinumsatz hin. Defekte im Proteinabbau konnten durch eine Erhöhung des Autophagie-Adapterprotein p62 sowohl in den jungen als auch älteren RC-Mäusen nachgewiesen werden. Bei der Zusammensetzung der Titinisoformen zeigte sich bei den älteren RC-Mäusen eine erhöhte Expression der elastischeren N2BA-Isoform. Die versteifende Phosphorylierung am Serinrest S11878 im Titin war ebenfalls für die älteren RC-Mäuse tendenziell erhöht. Aus den Ergebnissen kann geschlossen werden, dass die Hyperkontraktilität und die erhöhte Kalziumsensitivität in Mäusen mit HCM altersabhängig ist und nicht in allen Stadien der HCM vorliegt. Die gesteigerte Kontraktilität könnte im weiteren Krankheitsverlauf den Bedarf für einen kontinuierlichen Proteinumsatz in einem kritischen Maße erhöhen und den Proteinabbau gestört haben. Die unterschiedlichen Veränderungen am Titin scheinen sich funktionell auszugleichen, da die passive Steifigkeit der Muskelpräparate unverändert blieb. Das deutet darauf hin, dass Titin nicht für die verminderte diastolische Dehnbarkeit der Herzen mit der Myosinmutation R453C verantwortlich ist.Hypertrophic cardiomyopathy (HCM) is the most common hereditary heart muscle disease. It is characterized by an often asymmetric ventricular hypertrophy, hypercontractility and reduced diastolic distensibility. However, little is known about the Pathogenesis of the disease. HCMcausing mutations are often located in sarcomere proteins and can trigger mechanical stress in the continuously contracting myocardial cell, therefore the protein quality control system (PQC) is currently discussed as a factor in the pathogenesis of HCM. Titin as the main determinant of the passive distensibility of the sarcomeres could be significantly involved in the reduced diastolic distensibility. In this project, a mouse model of HCM with the heterozygous myosin mutation R453C (RC) was analysed. The mice were divided into a younger-prodromal (11 w) and an older-diseased (38 – 40 w) group, each with littermates of the same age (WT). Analysis of tissue samples from these groups allow a better classification of the temporal course of the pathogenesis of HCM. Biomechanical analyses were performed on tissue strips of the papillary muscles to determine passive and calcium-dependent active force development as well as calcium sensitivity. In addition, markers of protein quality control, troponin I phosphorylation, post-translational modification of titin, PKCa activity and the composition of titin isoforms were analysed by SDS-PAGE and Western blot. The biomechanical parameters remained unchanged for the older RC mice. Additionally, passive stiffness was not altered between the RC and WT mice of the same age, respectively. However, the younger RC mice were hypercontractile and calcium sensitivity was increased. Protein quality control parameters showed increased total and titin ubiquitination only in the older RC mice. This indicates an increased protein turnover. Defects in protein degradation were detected by an increase in the autophagy adapter protein p62 in both the young and older RC mice. The composition of the titin isoforms showed an increased expression of the more elastic N2BA isoform in the older RC mice. The titin phosphorylation site at S11878, which is associated with a stiffer titin showed a trend towards increased phosphorylation in samples from older RC mice. The results allow to conclude that the hypercontractility and increased calcium sensitivity in mice with HCM is age-dependent and not present in all stages of HCM. The increased contractility may have increased the need for continuous protein turnover to a critical degree in the further course of the disease and disrupted protein degradation. The different changes in titin appear to be functionally balanced, as the passive stiffness of the muscle preparations remains unchanged. This indicates that titin is not responsible for the reduced diastolic extensibility of hearts with the myosin mutation R453C. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Herz- und Kreislaufphysiologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 23.07.2026 | |||||||
| Dateien geändert am: | 23.07.2026 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 06.11.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 14.07.2026 |
