Zeitliche Expression des Transkriptionsfaktors EGR-1 und der MAP-Kinasen ERK-1/2 in murinen Modellen der viralen Myokarditis

Abstract

Die virale Myokarditis ist eine potentiell lebensbedrohliche inflammatorische Erkrankung des Herzmuskelgewebes, welche häufig, auch in jungen Lebensjahren, in Zusammenhang mit dem plötzlichen Herztod steht und sich in eine inflammatorische dilatative Kardiomyopathie entwickeln kann. Ziel dieser Dissertation war es, die zeitliche Expression des Transkriptionsfaktors EGR-1, der bei verschiedenen myokardialen Schädigungen verstärkt exprimiert wird und der ERK 1/2 Kinasen in Mausstämmen mit akuter bzw. chronischer enteroviraler Myokarditis zu untersuchen. Methoden Es wurden Coxsackie-Virus B3 (CVB3) infizierte Mäuse der Stämme C57Bl/6, die nach akuter Myokarditis das Virus eliminieren (resistentes Mausmodell) und A.BY/SnJ, die eine chronische Myokarditis unter Viruspersistenz entwickeln (chronisches Mausmodell) untersucht. Die kardiale Proteinexpression von EGR-1 und ERK-2 wurde mittels Western Blot und die mRNA-Expression von EGR-1 wurde mittels RT-PCR, jeweils an den Tagen 4, 8, 12 und 28 nach Infektion untersucht und mit nichtinfizierten Kontrollen verglichen. Ergebnisse Für ERK-2 zeigte sich in beiden Mausmodellen ab Tag 8 ein statistisch signifikanter Anstieg der Proteinexpression (C57Bl/6 1,6-fach, A.BY/SnJ 2,6-fach). Im chronischen Mausmodell nahm die Proteinexpression im Vergleich zunächst deutlich stärker zu und blieb auch am 28. Tag signifikant erhöht, während die Expression im resistenten Mausmodell an Tag 28 wieder den Wert der nicht infizierten Kontrolltiere erreichte. Die EGR-1 mRNA-Expression zeigte an Tag 4 in beiden Mausmodellen eine signifikant erhöhte Expression (C57Bl/6 3,6-fach, A.BY/SnJ 4,3-fach), die ab Tag 8 in beiden Mausmodellen zurückging (etwa 1,7-fach erhöht), wobei im chronischen Mausmodell an Tag 28 Hinweise auf eine statistisch nicht signifikante Tendenz zur erhöhten Expression im Mittel bestanden. Auf Proteinebene zeigte sich lediglich im resistenten Mausmodell an Tag 4 eine signifikante, etwa 2-fach erhöhte Expression. Ab Tag 8 erreichte die Expression wieder die Werte der nicht infizierten Kontrolltiere. An Tag 28 zeigt das chronische Mausmodell, verglichen mit dem resistenten Mausmodell eine signifikant erhöhte Proteinexpression. Schlussfolgerung Die Proteinexpression von ERK-2 scheint mit dem histopathologischen Verlauf der Myokarditis assoziiert zu sein, da sie im resistenten Mausmodell mit dem Ausheilen der Myokarditis zurückgeht, sich jedoch im chronischen Mausmodell anhaltend erhöht zeigt. Das für EGR-1 gezeigte Expressionsverhalten deutet auf eine ambivalente Rolle bei der viralen Myokarditis.

Introduction Viral myocarditis is a potential live threatening inflammatory disease of the myocardium which is even in the young frequently related to sudden cardiac death and could lead to an inflammatory dilated cardiomyopathy. The aim of the present study was to evaluate the expression of the transcription factor EGR-1, which is related to various myocardial damages and of the ERK 1/2 kinases in mice models with acute and chronic myocarditis. Methods Coxsackie-Virus B 3 (CVB3) infected mice of the species C57Bl/6 eliminate the virus after the acute inflammation ("acute mouse model"), mice of the species A.BY/SnJ develop a chronic myocarditis under persistence of the virus ("chronic mouse model"). The cardiac protein expression of EGR-1 and ERK-1/2 and the mRNA expression of EGR-1 was quantified by Western Blot and RT-PCR for the post infectious days 4, 8, 12 and 28 and compared to non- infected controls. Results In both "mouse models" the ERK-2 protein expression was significantly induced after day 8 (C57Bl/6 1,6-fold, A.BY/SnJ 2,6-fold). The protein expression in the "chronic mouse model" was much stronger induced and remained significantly higher until day 28, while the protein expression in the "acute mouse model" decreased and reached the non-infected level. The mRNA expression of EGR-1 was significantly induced in both "mouse models" after day 4 (C57Bl/6 3,6-fold, A.BY/SnJ 4,3,6-fold). In both "mouse models" there was a decrease of the mRNA expression (1,7-fold) on day 8. On day 28 the "chronic model" showed a non significant induced mean mRNA expression. In the "acute mouse model" there was a significant induced protein expression of EGR-1 on day 4 (2-fold), which decreased on day 8 to the level of non-infected mice. On day 28 the "chronic mouse model" showed a statistical significant higher induced protein expression of EGR-1 than the "acute mouse model". Conclusion The present study showed that the protein expression of ERK-2 seems to be associated to the histopathological changes in myocarditis. After recovery of the acute myocarditis, a decrease of the protein expression was seen, while a constantly induced protein expression was found in the chronic disease. This could be related to the histopathological changes in the activity of myocarditis. EGR-1 expression is suggestive of an ambivalent role in viral myocarditis.