Medizinische Universität Graz - Research portal
Selected Publication:
Wernhart, M.
Zellkernmorphologie und Lokalisation intrazellulärer Ca2+-Regulationsproteine in Kardiomyozyten mit Ryanodin-Rezeptor-Mutation
Humanmedizin; [ Diplomarbeit ] ; 2015. pp.
[OPEN ACCESS]
FullText
- Authors Med Uni Graz:
- Advisor:
- Holzer Senka
- Sedej Simon
- Altmetrics:
- Abstract:
- Der kardiale Ryanodin-Rezeptor (RyR2) ist ein intrazellulärer (zytosolisch und perinukleär) Ca2+-Freisetzungskanal, der eine zentrale Rolle in der Regulation der Ca2+- Konzentration und Kontraktion in kardialen Myozyten einnimmt. Anomalitäten der RyR2-vermittelten Ca2+-Freisetzung aus dem sarkoplasmatischen Retikulum (SR) fördern kontraktile Dysfunktion und Ca2+-mediiertes myokardiales Remodeling (z.B. Hypertrophie). Veränderungen der nukleären Ca2+-Konzentration beeinflussen die Transkription (Genexpression) und sind damit in Remodeling-Prozessen wie der Entwicklung von Hypertrophie und der Progression zur Herzinsuffizienz (HI) involviert. Diese Studie hatte die Charakterisierung frühzeitiger Veränderungen der Zellkernmorphologie und der subzellulären Organisation intrazellulärer Ca2+- Regulationsproteine in ventrikulären Kardiomyozyten mit kongenitaler RyR2-Dysfunktion bei artifizieller Drucküberlast zum Ziel. Wildtyp (WT) und RyR2R4496C+/- Mäuse, eine heterozygote Gain-of-Function-Mutation (R4496C) des RyR2 tragend, wurden operativen Interventionen ohne (Sham=Kontrolle) oder mit transaortaler Konstriktion (TAC) zur Induktion von Drucküberlast (HI-Modell) unterzogen. Ventrikuläre Herzmuskelzellen wurden 7 Tage nach dem Sham-/TAC-Eingriff isoliert und mit dem Ca2+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff Mag-Fluo-4/AM oder mit Fluoreszenzmolekül-markierten Antikörpern (Immunzytochemie) konjugiert. Mittels konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie wurde die Zellkerngröße (Länge, Breite und Umfang), die Struktur der Zellkernhülle und die (peri)nukleäre Lokalisation von Ca2+- Regulationsproteinen visualisiert und nachfolgend analysiert. Die Färbung der Zellkernmembran enthüllte ein Netzwerk tubulärer Strukturen, welches den Zellkern durchzieht. Im Basalzustand hatten R4496C-Sham-Kardiomyozyten eine signifikant verminderte Anzahl an tubulären Strukturen als WT-Sham-Herzmuskelzellen, während die anderen nukleären Parameter ähnlich waren. Im Stresszustand (induziert mittels TAC) wiesen die Zellkerne der WT- und R4496C-Gruppe Reduktionen der Invaginationsanzahl und der Invaginationen-zu-Umfang-Ratio sowie Erhöhungen der nukleären Breite und des Umfanges im Vergleich mit allen Sham-Nuklei auf (alle p<0,05). Im Gegensatz zu WT-Zellen war die Zellkernlänge in R4496C-TAC-Kardiomyozyten in signifikantem Ausmaß erhöht. Die Untersuchung der (peri)nukleären Lokalisation von Ca2+-Regulationsproteinen zeigte auf, dass WT- und R4496C-TAC-Kardiomyozyten eine Reduktion an RyR2, Calsequestrin 2 (CASQ2) und der Ca2+-ATPase des sarkoplasmatischen Retikulums 2a (SERCA2a), jedoch eine Zunahme der Fluoreszenzsignalintensität des Inositol-1,4,5-trisphosphat-Rezeptors Typ 2 (InsP3R2) aufweisen. Es wurden keine Veränderungen der Lokalisation der untersuchten Ca2+- Regulationsproteine gefunden. Frühzeitige Veränderungen der Zellkernmorphologie kardialer Myozyten mit RyR2 Gain-of-Function-Mutation könnten die nukleäre Ca2+- Konzentration und Ca2+-Kinetik beeinflussen und zu verstärktem myokardialen Remodeling beitragen.