Die Rolle der Mikro-RNA 582 in der kardialen Signaltransduktion bei Hypertrophie und Herzinsuffizienz

• Antragsteller: Professor Dr. Norbert Frey
• Fachliche Zuordnung: Kardiologie, Angiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406416108

Die Herzinsuffizienz ist eine der häufigsten Todesursachen weltweit. Ein Hauptgrund für die Entstehung von Herzinsuffizienz sind Herzmuskelerkrankungen (Kardiomyopathien), die wiederum häufig auf genetische Ursachen zurückzuführen sind. Mutationen im Muscle LIM protein (MLP) können eine Kardiomyopathie auslösen. Auch bei Mäusen führt der Verlust von MLP zu einer Kardiomyopathie. Trotz vielfältiger Anstrengungen konnte die molekulare Wirkungsweise von MLP in der Entstehung von Kardiomyopathien bisher nicht eindeutig geklärt werden.In einem Mikro-RNA screen mit Wildtyp- und MLP-KO-Mäusen identifizierten wir die Mikro-RNA miR-582-5p als eine in MLP-KO-Mäusen stark hochregulierte Mikro-RNA. Bisher ist für diese Mikro-RNA keine kardiale Funktion bekannt. Wir konnten eine differentielle Regulation der miR-582 sowohl in verschiedenen Mausmodellen für kardiale Hypertrophie als auch in Kardiomyozyten nach mechanischer Dehnung beobachten. Dies führte zu der Hypothese, dass miR-582 eine wichtige Rolle in der Pathophysiologie der Herzinsuffizienz spielen könnte. Interessanterweise ist die miR-582-5p in einem Intron des „cAMP-specific 3',5'-cyclic phosphodiesterase 4D“ (PDE4D) – Gens lokalisiert. In Mäusen führt die Deletion von PDE4D zu einer kardialen Hypertrophie. Die PDE4D-Isoform PDE4D7 ist in MLP-KO-Mäusen zusammen mit der miR-582 hochreguliert. Um jetzt die Funktion der miR-582 zu untersuchen, haben wir sowohl eine transgene Mauslinie etabliert, die die Mikro-RNA 582 herzspezifisch überexprimiert, als auch eine miR-582 Knockout-Mauslinie generiert. Da unter basalen Bedingungen keine der beiden Mauslinien einen kardialen Phänotyp aufweist, ist ein wichtiges Ziel dieses Antrages zu klären, ob die Funktion dieser Mikro-RNA erst unter Stressbedingungen sichtbar wird. Daher planen wir, MiR-582-KO Mäuse einer experimentellen Aortenkonstriktion zu unterwerfen, die zu einer Myokardhypertrophie und im weiteren Verlauf zu einer Herzinsuffizienz führt. Außerdem beabsichtigen wir, beide Mauslinien mit MLP-KO Tieren zu kreuzen, um zu untersuchen, ob die Überexpression oder der Knockout der miR-582 den MLP-KO Phänotyp beeinflusst. Ein weiteres Ziel ist zudem die Identifizierung von kardialen Zielgenen, u.a. mittels „Ago2-HITS-CLIP“. Ergänzend planen wir das „host gene“ der Mikro-RNA 582, PDE4D, insbesondere die koregulierte Isoform PDE4D7, weitergehend zu analysieren. Da PDE4D eine wichtige Rolle in der Regulation des kardialen Kalziumhaushalts spielt, der in MLP Knockout Mäusen ebenfalls dysreguliert ist, beabsichtigen wir in den entsprechenden Modellen die Kalziumströme sowie die Expression von Genen des Kalzium-Stoffwechsels zu analysieren. Insgesamt hoffen wir, dass die vorgeschlagenen Arbeiten zur Identifizierung neuer molekularer Mechanismen der MLP-vermittelten Kardiomyopathie und allgemein der Pathogenese von Herzinsuffizienz führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen