High blood pressure is one of the most prevalent diseases worldwide. It leads to various hypertension mediated organ damages such as left ventricular hypertrophy and hypertensive nephropathy. This study examines different molecular mechanisms involved in the development of cardiorenal organ damage in hypertension. Left ventricular hypertrophy is one of the main risk factors for adverse cardiovascular events and mortality. Recently, a novel candidate gene encoding the carboxypeptidase X member 2 (CPXM2) was found to be associated with hypertension-induced cardiac hypertrophy. CPXM2 belongs to the M14 family of metallocarboxypeptidases although it lacks detectable enzyme activity and its function remains unknown. CPXM2 expression was characterized in several cardiac cell cultures via Real-time polymerase chain reaction (PCR), western blotting and immunofluorescence staining. Additionally, we analysed the posttranscriptional regulation of CPXM2 via microRNA (miRNA). Our results show that CPXM2 is expressed in both primary rat cardiomyocytes and cardiofibroblasts and is upregulated under hypertensive conditions. Transfection of H9C2 cells with miRNA-29b, miRNA-195, and miRNA-497, respectively, led to decreased levels of CPXM2 mRNA and protein. The performed dual luciferase assay indicated a direct posttranscriptional expression regulation of CPXM2 by binding of miRNA-29b and miRNA-497 to the 3' untranslated region of the CPXM2 mRNA. In another study we examined the impact of selected miRNAs (miRNA-30b and miRNA-564) on the posttranscriptional regulation of an important renal protein i.e., Transmembrane Protein 63c (TMEM63c). According to recent studies, TEMEM63c could be involved in the development of albuminuria. We identified miRNAs capable of direct influence on the posttranscriptional expression of CPXM2 and TMEM63c. Our results may help to inform future studies assessing the function of CPXM2 and TMEM63c and their role in the molecular pathology of left ventricular hypertrophy as well as renal damage in hypertension.
Arterielle Hypertonie führt als Zivilisationskrankheit auf Dauer zu multiplen Endorganschäden bei großen Teilen der Weltbevölkerung. Zu den häufigen Folgeerkrankungen bei chronisch erhöhtem Blutdruck gehören beispielsweise die linksventrikuläre Hypertrophie und hypertensive Nephropathie. Im Rahmen dieser Arbeit wurden molekulare Mechanismen der Entstehung von kardiorenalen Endorganschäden bei arterieller Hypertonie untersucht. Die linksventrikuläre Hypertrophie ist ein Hauptrisikofaktor für kardiovaskuläre Ereignisse und Sterblichkeit. Ein kürzlich entdecktes Kandidatengen mit Einfluss auf die Entstehung der Hypertonie-induzierten linksventrikulären Hypertrophie ist das Gen für Carboxypeptidase X Member 2 (CPXM2). CPXM2 gehört in die M14-Familie der Metallocarboxypeptidasen, allerdings weist dieses Protein keine nachweisbare enzymatische Aktivität auf und seine genaue Funktion ist bisher unklar. Die Expression von CPXM2 in verschiedenen kardialen Zellkulturen wurde mit Hilfe von Real-Time polymerase chain reaction (PCR), Western Blotting und Immunofluoreszenzfärbung charakterisiert. Ein besonderer Schwerpunkt dieser Arbeit lag bei der Analyse der posttranskriptionellen Regulation der CPXM2-Expression mittels microRNA (miRNA). Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass CPXM2 sowohl in primären Rattenkardiomyozyten als auch -fibroblasten exprimiert und unter hypertensiven Bedingungen hochreguliert wird. Eine Transfektion von H9C2-Zellen mit miRNA-29b, miRNA-195 oder miRNA-497 führte zur verminderten CPXM2-Expression auf mRNA- und Proteinebene. Die Ergebnisse des Dual Luciferase Assays zeigten, dass die posttranskriptionelle Regulation der Expression von CPXM2 durch miRNA-29b und miRNA-497 über eine direkte Bindung dieser miRNAs an die 3'-untranslatierte Region (3'-UTR) der CPXM2-mRNA vermittelt wird. In einer weiteren Studie wurde ebenfalls der Einfluss von bestimmten miRNAs (miRNA-30b, miRNA-564) auf die Expression eines renal bedeutsamen Proteins (Transmembranprotein 63c; TMEM63c) in glomerulären Epithelzellen untersucht. Erste Studien deuten darauf hin, dass TMEM63c möglicherweise an der Entwicklung einer Albuminurie beteiligt ist. Im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit wurden miRNAs mit direktem Einfluss auf die posttranskriptionelle CPXM2- und TMEM63c-Expression identifiziert. Die hier erhobenen Daten können potenziell in späteren Studien zur Entschlüsselung der Expressionsteuerung und der genauen Funktionen von CPXM2 und TMEM63c sowie deren Rolle bei der molekularen Pathophysiologie der linksventrikulären Hypertrophie und renalen Endorganschädigung bei arterieller Hypertonie beitragen.
