Untersuchungen zur Funktion der humanen atrialen essentiellen leichten Myosinkette (ALC-1) in einem transgenen Rattenmodell

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Item Type:	Thesis
Title:	Untersuchungen zur Funktion der humanen atrialen essentiellen leichten Myosinkette (ALC-1) in einem transgenen Rattenmodell
Creators Name:	Abdelaziz, A.I.
Abstract:	Most patients with hypertrophic cardiomyopathy and congenital heart diseases express the atrial essential myosin light chains (ALC-1) in their ventricles, partially replacing the ventricular essential light chains (VLC-1). This VLC-1/ALC-1 isoform shift is correlated with an increase in cross-bridge cycling kinetics as measured using chemically skinned fibers from the hypertrophied ventricles of human hearts. To study the functional importance of hALC-1 in the whole intact perfused-heart, a transgenic rat model overexpressing hALC-1 (TGR/hALC-1) in the heart was generated. WKY rats were used as the respective genetically correct control strain. Using hALC-1HIST protein as a standard, the amount of transgenic protein expression was quantified by Immunoblot analysis of the left ventricular tissue extracts of the transgenic rats. Twelve-week-old TGR/hALC-1 expressed around 17mug hALC-1 per mg of whole SDS-soluble protein. The transgene was localized in-between the Z-lines of the sarcomere by immunofluoresecnce microscopy. Furthermore, the proper integration of the transgene into the rat ventricular myosin was confirmed by purifying myosin from rat ventricular tissues. Whole ventricular proteome analysis by 2D-PAGE, resolved approximately 3000 proteins spots in each TGR/hALC-1 and WKY animal. The whole protein expression patterns in both animal groups showed no differences with the exception of the transgenic hALC-1 protein spot. The perfused heart contractility parameters were evaluated using the Langendorff preparation. Expression of hALC-1 was accompanied by statistically significant improvements (p<0.001) in all measured contractile parameters of the hearts of the TGR/hALC-1 compared to the age matched control (WKY) animals, represented by increases in the developed left ventricular pressure, maximal rate of pressure increase and the relaxation rate. Age dependent decrease in the transgene expression caused a decline of the improved contractility parameters to normal values. These results demonstrate that the expression of the hALC-1 in the heart not only improved the function of in-vitro preparations, but also of the whole intact organ. [Die meisten Patienten mit hypertropher Kardiomyopathie und kongenitalen Herzerkrankungen exprimieren die atriale essentielle leichte Myosinkette (ALC-1) im Ventrikel, wo sie teilweise die ventrikulaere essentielle leichte Myosinkette (VLC-1) ersetzt. Diese VLC-1/ALC-1 Isoformveraenderung korrelierte mit einem Anstieg der Zykluskinetik der Myosin-Querbruecken in chemisch gehaeuteten Herzfasern aus hypertrophierten Humanventrikeln. Um die funktionelle Bedeutung der ALC-1 im gesamten intakten Herzen zu untersuchen, habe ich in der vorliegenden Arbeit ein transgenes Rattenmodell charakterisiert, das die humane ALC-1 (hALC-1) im Herzen exprimiert (TGR/hALC-1). WKY-Ratten dienten als genetisch korrekter Kontrollstamm. Mittels rekombinanter hALC-1 als Standard wurde die exprimierte hALC-1-Menge in SDS-Extrakten linker Ventrikel der TGR/hALC-1 im Western-Blot untersucht. 12 Wochen alte TGR/hALC-1 exprimierten etwa 17 mug hALC-1/mg SDS-Extrakt. Das exprimierte Transgen konnte in der Immunfluoreszenz zwischen den Z-Linien der Sarkomere lokalisiert werden. Die gerichtete Integrations des Transgens in das kardiale Myosinmolekuel wurde zusaetzlich noch in hochgereinigten Myosinpraeparationen nachgewiesen. Analyse des linksventrikulaeren Proteoms durch 2D-PAGE, das zur Identifikation von etwa 3000 Proteinen fuehrte, zeigte vergleichbare Proteinmuster in WKY und TGR/hALC-1. Die Untersuchungen der Kontraktilitaet des intakten isoliert perfundierten Herzen wurden mit Langendorff-Praeparationen durchgefuehrt. Die Expression des hALC-1-Transgen fuehrte zu statistisch signifikanten (p<0.001) Steigerungen aller gemessenen Kontraktilitaetsparameter (linksventrikulaere Druckentwicklung, maximale Geschwindigkeit der Kraftentwicklung, maximale Erschlaffungsgeschwindigkeit). Die altersbedingte Abnahme der Transgenexpression fuehrte zu einer Abnahme der verbesserten Kontraktilitaetsparameter auf das Kontrollniveau der WKY-Tiere. Diese Ergebnisse belegen, dass die Expression der hALC-1 im Herzen nicht nur die Funktion von in vitro-Praeparaten, sondern auch die des gesamten intakten Organs zu steigern vermag.]
Keywords:	Essential myosin light chains, Essentielle leichte Myosinkette, Herz, Contractility, Kontraktilitaet, Transgenic rats, transgene Ratten
Publisher:	Humboldt-Universitaet zu Berlin
Number of Pages:	89
Date:	30 September 2004
Official Publication:	http://edoc.hu-berlin.de/docviews/abstract.php?lang=ger&id=20814

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