dc.contributor.author
Weiß, Wolfgang
dc.date.accessioned
2018-06-07T18:11:12Z
dc.date.available
2006-08-10T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/4723
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-8923
dc.description
Titelblatt und Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Material und Methoden
Ergebnisse
Diskussion
Zusammenfassung
Schriftenverzeichnis
Anhang
Eidesstattliche Erklärung
Appendix
dc.description.abstract
Störungen der zellulären Ca2+-Regulation im Myokard sind für diastolische und
systolische Funktionsstörungen bei Herzmuskelhypertrophie und -insuffizienz
von wesentlicher pathophysiologischer Bedeutung. Krankheitsbedingte
Veränderungen des SERCA2a-katalysierten Transportes von Ca2+ in das
sarkoplasmatische Retikulum haben sich dabei als besonders bedeutungsvoll
erwiesen. Deshalb wird intensiv nach geeigneten Interventionen zur
Verbesserung der Ca2+-Transportaktivität des sarkoplasmatischen Retikulums
(SR) gesucht. Für experimentelle Fragestellungen sind transgene Tiere mit
permanenter oder induzierbarer kardialer SERCA2-Überexpression sehr gut
geeignete Modelle, an denen zusätzlich eine experimentelle Herzinsuffizienz
induziert werden kann. Fundierte Untersuchungen an diesen Modellen verlangen
jedoch eine präzise Charakterisierung des kardialen Phänotyps unter
physiologischen Bedingungen. Ziel der vorliegenden Arbeit war deshalb, den
kardialen Phänotyp SERCA2-transgener Ratten (TG) mit Expression eines
SERCA2-Transgens unter der Kontrolle eines hCMV-Enhancers/ß-Aktin-Promotors
unter physiologischen Bedingungen zu charakterisieren. Es konnte gezeigt
werden, dass das Genom der untersuchten heterozygoten TG 16 Kopien des
SERCA2-Transgens enthält. Das Transgen wurde kardial transkribiert. Die
linksventrikuläre SERCA2-Überexpression betrug auf mRNA- und Proteinebene +50%
bzw. +20%. Das SERCA2-Transgen wurde auch im Vorhofmyokard exprimiert. In
linksventrikulären Homogenaten von männlichen und weiblichen TG wurde eine
Erhöhung der Ca2+-Transportaktivität des SR um bis zu +49% nachgewiesen. Die
Ca2+-Affinität des retikulären Ca2+-Transportsystems, die Hemmbarkeit durch
den spezifischen SERCA-Hemmstoff Thapsigargin sowie die Stimulierbarkeit des
Ca2+-Transportes durch Rutheniumrot wurden durch die transgene
SERCA2-Überexpression nicht verändert. Unveränderte Phospholambanspiegel und
eine verminderte Stimulierbarkeit des kardialen SR Ca2+-Transportes von TG
durch Proteinkinase A-abhängige in vitro Phosphorylierung lassen vermuten,
dass vom Transgen kodierte SERCA2-Moleküle des SR nicht der Regulation durch
Phospholamban unterliegen. In vivo und an isolierten, isovolumetrisch
kontrahierenden Herzen konnte gezeigt werden, dass die kardiale
SERCA2-Überexpression keine signifikanten Veränderungen der basalen
systolischen und diastolischen Funktionsparameter verursachte. Im Gegensatz
dazu, waren die positiven inotropen und lusitropen Wirkungen des beta-
Agonisten Isoproterenol an isolierten Herzen von TGR deutlich stärker
ausgeprägt als an Herzen nicht-transgener Kontrolltiere. Auf Organebene lassen
sich somit die kontraktilen Auswirkungen einer verbesserten SERCA2-Ausstattung
des kardialen SR transgener Tiere nur bei hoher Belastung des
SERCA2-katalysierten Ca2+-Transportsystem nachweisen. Somit sind die in dieser
Arbeit charakterisierten SERCA2-transgenen Ratten ein geeignetes Modell, um
die potenziell präventive Wirkung einer primär verbesserten SERCA2-Ausstattung
des SR bei sekundär induzierter Herzhypertrophie/-insuffizienz zu untersuchen.
de
dc.description.abstract
Cellular Ca2+ regulation disorders play an essential pathogenic role in
diastolic and systolic dysfunction typically occurring in hypertrophy and
insufficiency of heart muscle. Decreased SERCA2a mediated sarcoplasmic
reticulum (SR) Ca2+ transport has been identified as an important factor in
myocardial Ca2+ dysregulation. Therefore, suitable interventions have been
intensively searched to enhance activity of SR Ca2+ transport. Permanent or
inducible SERCA2 overexpression has been developed in transgenic animal models
on which a further heart insufficiency can be experimentally generated.
However, foundational investigations of these transgenic models require a
precise characterization of cardiac phenotype under physiological conditions.
In this study we characterized the cardiac phenotype of SERCA2 transgenic rats
(TG) carrying a SERCA2 transgene regulated by an hCMV-enhancer/ß-actin-
promoter. Genome of heterozygote TG comprised 16 copies of the cardiacally
transcripted SERCA2 transgene. SERCA2 overexpression in left ventricular
myocardium accounted for +50% and +20% in the mRNA and protein levels
respectively. Atrial expression of SERCA2 transgene was also detected. An
enhancement of up to 49% in Ca2+ transport activity of SR was identified in
left ventricular homogenates of male as well as female rat. Furthermore,
SERCA2 overexpression had no effect on the Ca2+ affinity of the reticular Ca2
transport system, on the inhibitory activity of the specific SERCA inhibitor,
namely thapsigargin, and on the stimulating activity of Ca2+ transport which
is exerted by ruthenium red. Unchanged phospholamban levels and the decreasing
stimulating effects of protein kinase A dependent in vitro phosphorylation on
cardiac Ca2+ transport of SR in TG could be explained by the assumption that
SERCA2 transgene coded Ca2+ pump molecules are not in control of
phospholamban. Isovolumetrically contracting Langendorff rat hearts showed
that the cardiac SERCA2 overexpression did not cause significant changes in
the basal parameters of systolic and diastolic functions. In contrary,
positive inotropic and lusitropic effects of beta-agonist isoproterenol were
significantly stronger in TG than those in non transgenic rat hearts. The
contractive cardiac outcome of TG could be solely detected at organ level
under the high burdens of the SERCA2 catalyzed Ca2+ transport system. We
concluded that SERCA2 transgenic rats characterized in this study were an
appropriate model for further investigation of the potential preventive effect
of a primitively improved SERCA2 mediated SR Ca2+ transport system on
secondary induced heart hypertrophy as well as insufficiency.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
overexpression
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Charakterisierung des kardialen Phänotyps SERCA2a-transgener Ratten
dc.contributor.firstReferee
Priv.-Doz. Dr. R. Vetter
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. M. Bader
dc.date.accepted
2006-09-22
dc.date.embargoEnd
2006-08-07
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000002252-4
dc.title.translated
Characterization of cardiac phenotype in SERCA2a transgenic rats
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000002252
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2006/421/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000002252
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access