The role of the monomeric GTPase RhoA in cardiac fibroblasts

Abstract

Der spezifische Knockdown von RhoA in neonatalen kardialen Rattenfibroblasten führte auf molekularem Level zu einer Reduktion des Myofibroblastenmarkers α-Glattmuskelaktin und zu einem Anstieg im modifizierten acetylierten Tubulin. Auf subzellulärer Ebene konnte ein Verlust von Stressfasern, Aktinstrukturen höherer Ordnung und eine erhöhte Dichte des Golgi-Apparats beobachtet werden. Außerdem waren die Fokaladhäsionen kürzer und zufällig verteilt, was auf einen Verlust der Zellpolarität hinweist. Auf dem zellulären Level erhöhte der Knockdown von RhoA die Zellfläche aber nicht das Volumen. Diese Veränderungen führten zu einer schnelleren Adhäsion unabhängig vom Substrat, eine Reduktion der Migration in 2D und im Gegensatz dazu eine verbesserte Migration durch eine poröse Membran. Außerdem war die mitogene Antwort der Zellen auf einen Serumstimulus stark reduziert. Eine Veränderung in Zellviabilität konnte zudem nicht beobachtet werden. Die Expression und Sekretion des Fibrose-assoziierten Faktors CTGF war in gehungerten Zellen mit einer Reduktion in RhoA Expression signifikant vermindert, was jedoch in der Anwesenheit eines Serumstimulus aufgehoben werden konnte. Auf einer heterogenen multizellulären Ebene verringerte der Knockdown von RhoA die kontraktile Funktion von generierten künstlichen Herzgeweben unter Kalziumstimulation. Dies ging einher mit einer Reduktion der Expression von α-Glattmuskelaktin und Calsequestrin. Durch die Verwendung spezifischer Inhibitoren der Rho-assoziierten Kinase (ROCK) und HDAC6 konnten einige dieser zellulären Veränderungen imitiert und demensprechend einem Effektorprotein zugeordnet werden. Der ROCK Inhibitor Fasudil konnte die morphologischen Veränderungen und die reduzierte Migrationskapazität in Wildtyp-Fibroblasten abbilden, wobei eine Reduktion der Proliferation nach der Verwendung des HDAC6 Inhibitors Tubastatin A beobachtet wurde.