Analyse der Funktion des Miz1 Gens bei Kardiomyopathie

Abstract

Die sarkomerische Z-Scheibe ist die wichtigste Struktur des dezentralisierten Modells der Mechanotransduktion. So fand man Kardiomyopathien verursachende Mutationen in mehreren Genen, die für die Z-Scheibe assoziierte Zytoskelettproteine kodieren. Ein Beispiel hierfür ist das Muskel-LIM-Protein MLP. Um die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen aufzuklären, wurden MLP interagierende Proteine gesucht und dadurch das Myc interagierende Zinkfinger Protein 1 (Miz1) identifiziert. Daraufhin wurde die Analyse der Miz1-Funktion im Herzen als Zielsetzung dieser Arbeit festgelegt. Genetische Screening-Analysen im Rahmen dieser Arbeit zeigten, dass eine Substitutionsmutation im Exon 6 des Miz1-Gens (A188V-Miz1) kardiomyopathieauslösend ist. Koimmunopräzipitation und subzelluläre Lokalisationsexperimente zeigten eine Lokalisierung von Miz1 an der Z-Scheibe, wo es mit MLP und Calcineurin interagiert. In einem in vitro Luciferase-Assay konnte Miz1 den Calcineurin-Promotor aktivieren. Die hier dargestellten Ergebnisse legen zum ersten Mal nahe, dass die Überexpression von Miz1 in isolierten neonatalen Ratten-Kardiomyozyten zu einer Aktivierung von NFATc2 und zur zellulären Hypertrophie führt. Zusätzlich wirkt die Miz1-Überexpression in den gleichen ex vivo Modellen antiapoptotisch. Durch die Tatsache, dass im Tiermodell der Aortenkonstriktion (TAC) die Miz1-Expression hochreguliert ist, bestätigt sich die Hypothese der Beteiligung von Miz1 an der Entstehung und an der Entwicklung von Kardiomyopathien. Für die Untersuchung der in vivo Miz1-Funktion wurden im Laufe dieser Arbeit herzspezifische konditionale Miz1-Knockout und Miz1 transgene Mäuse generiert. Die Analyse der konditionalen Miz1-Knockout-Tiere deutete auf einen protektiven Effekt von Miz1 hin: Die Miz1-Knockout-Mäuse waren nicht in der Lage die kompensatorischen Mechanismen vier Wochen nach einer TAC-Operation zu leisten. Stattdessen entwickelten diese Tiere direkt eine Herzinsuffizienz. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass es sich bei Miz1 um ein Z-Scheibe-Protein handelt, dessen Expression bei Herzhypertrophie hochreguliert ist, dessen Überexpression zur zellulären Hypertrophie führt und welches, dank seines antiapoptotischen Charakters, kardioprotektiv wirkt.