Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems stellen die mit Abstand häufigste Todesursache weltweit dar und unter den zahlreichen Erkrankungen spielt u.a. die Herzinsuffizienz eine wichtige Rolle. Eine der Hauptursachen für die Entstehung einer Herzinsuffizienz ist die dilatative Kardiomyopathie (DCM), die als Herzmuskelerkrankung durch eine Erweiterung der Herzkammern und eine systolische Funktionsstörung charakterisiert ist. Aufgrund der Vielzahl an Genen und Genvarianten, die mittlerweile als DCM-assoziiert identifiziert werden konnten, ist es interessant die Wechselwirkung verschiedener Gene genauer zu untersuchen. In dieser Arbeit wird die Rolle von NEXN genauer betrachtet und in Zusammenhang mit der Expression von unterschiedlichen Genen des Kalziumhaushaltes gesetzt. NEXN wurde erstmals 2009 von der Arbeitsgruppe um Hassel und anderen in einen Zusammenhang mit der DCM gebracht. Später wurde die Rolle von Nexilin mittels eines konventionellen Knock-outs im Mausmodell genauer untersucht, führte aber zu einer sehr frühen Sterblichkeit der Mäuse. Um dem humanen Krankheitsbild näher zu kommen, wurden in dieser Arbeit Mäuse untersucht, in denen der konditionelle Cre-loxP Knock-out von NEXN spezifisch nur in den Kardiomyozyten erfolgt war. Zunächst wurde die verringerte Expression von Nexilin in diesen Mäusen im Vergleich zum Wildtyp mittels Western Blot nachgewiesen. Dann wurde mittels verschiedener Färbungen von Herzschnitten die Entwicklung einer DCM mit fortschreitendem Alter durch den Vergleich von 12 und 56 Wochen alten Mäusen betrachtet. Es ist bekannt, dass bei Herzmuskelerkrankungen wie der DCM die Regulation des Kalziumhaushaltes eine wichtige Rolle spielt. Aus diesem Grund wurden Expressionsanalysen von Proteinen des Kalziumhaushaltes auf mRNA-Ebene durchgeführt. Dabei konnte festgestellt werden, dass der konditionelle Knock-out von Nexilin im Allgemeinen eine geringe Hochregulierung der Expression dieser Proteine bedingt. Ferner wurde beobachtet, dass sich das Expressionsverhalten mit fortschreitendem Alter ändert und sich bei Proteinen für die Regulation des Kalziumeinstroms von denen zur Regulation des Kalziumausstroms unterscheidet. Die Ergebnisse konnten leider nicht auf Proteinebene bestätigt werden, weil es in der gegebenen Zeit nicht gelungen war den Western Blot für die vorliegende Fragestellung zu optimieren. Die erhobenen Daten sind daher präliminiert und werden in der Arbeitsgruppe weiter validiert.
Inhaltsverzeichnis
- Zusammenfassung
- Abstract
- 1. Einleitung
- 1.1. Dilatative Kardiomyopathie
- 1.2. Nexilin
- 1.3. Cre-loxP Gen-Knockdown
- 1.4. Die Rolle von Kalzium bei der Muskelkontraktion
- 1.5. Proteine des Kalziumhaushaltes
- 1.6. Zielsetzung der Arbeit
- 2. Material
- 2.1. Biologisches Material
- 2.2. Chemisches Material
- 2.3. Technisches Material
- 3. Methoden
- 3.1. Hämotoxylin-Eosin-Färbung
- 3.2. Kollagen-Trichrom-Färbung
- 3.3. RNA-Isolation aus Geweben
- 3.4. Reverse Transkription
- 3.5. Polymerase Kettenreaktion (PCR) & Quantitative real-time PCR (qPCR)
- 3.6. Agarose-Gelelektrophorese
- 3.7. Proteinisolation aus Geweben
- 3.8. Proteinbestimmung nach Lowry
- 3.9. Western Blot
- 3.10. Coomassie Färbung
- 3.11. Ponceau-Färbung
- 4. Ergebnisse
- 4.1. Übersicht des gewählten Probensets
- 4.2. Nachweis eines reduzierten Nexilin Proteinlevels
- 4.3. Färbungen
- 4.4. Quantitative real-time PCR
- 4.5. Western Blot
- 5. Diskussion
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Arbeit zielt darauf ab, die Rolle von Nexilin bei der Entwicklung der dilatativen Kardiomyopathie (DCM) im Zusammenhang mit der Expression von Proteinen des Kalziumhaushaltes zu untersuchen. Hierzu wird ein konditionelles Nexilin Knock-out Mausmodell verwendet, welches eine spezifische Inaktivierung des Nexilin-Gens in Kardiomyozyten ermöglicht.
- Untersuchung des Einflusses eines reduzierten Nexilin-Expressions auf die Entwicklung der DCM.
- Analyse der Genexpression von Proteinen des Kalziumhaushaltes in Nexilin Knock-out Mäusen.
- Identifizierung möglicher Veränderungen in der Kalziumregulation bei DCM im Zusammenhang mit Nexilin.
- Entwicklung eines geeigneten Mausmodells zur Untersuchung der DCM-Pathogenese.
- Bedeutung der Kalziumhomöostase bei der Entstehung und Progression der DCM.
Zusammenfassung der Kapitel
- Kapitel 1: Einleitung: Die Einleitung gibt einen Überblick über die dilatative Kardiomyopathie (DCM), Nexilin und seine Rolle bei der DCM, das Cre-loxP Gen-Knockdown-System, die Bedeutung von Kalzium bei der Muskelkontraktion sowie Proteine des Kalziumhaushaltes. Abschließend wird die Zielsetzung der Arbeit erläutert.
- Kapitel 2: Material: Dieser Abschnitt beschreibt die verwendeten Materialien, darunter biologisches Material (Mäuse), chemisches Material (Reagenzien) und technisches Material (Geräte).
- Kapitel 3: Methoden: Die Kapitel beschreibt die angewendeten Methoden, wie Hämotoxylin-Eosin-Färbung, Kollagen-Trichrom-Färbung, RNA-Isolation, Reverse Transkription, quantitative real-time PCR (qPCR), Western Blot und Proteinbestimmung.
- Kapitel 4: Ergebnisse: In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Experimente präsentiert, einschließlich des Nachweises eines reduzierten Nexilin-Proteinlevels, Färbungen von Herzschnitten, quantitativer real-time PCR-Daten und Western Blot-Analysen.
Schlüsselwörter
Dilatative Kardiomyopathie, Nexilin, Cre-loxP Gen-Knockdown, Kalziumhomöostase, Herzmuskel, Genexpression, Real-time PCR, Western Blot, Mausmodell.
- Arbeit zitieren
- Alexandra Hilfer (Autor:in), 2016, Expressionsanalyse von Genen des Kalziumhaushaltes in einem konditionellen Nexilin Knock-out Mausmodell, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/490061
