Mutationen im Titin als Ursache familiärer Muskelerkrankungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mutationen im Titingen (TTN) können beim Menschen eine dilatative Kardiomyopathie (DCM) verursachen. Wir haben in einer weiteren großen Familie mit DCM eine Titin-Mutation (p.E20963KfsXI0) identifizieren können. Um die Auswirkungen von Titinmutationen besser imtersuchen zu können, wurde ein Mausmodell generiert und phänotypisiert, welches eine zuvor identifizierte humane TTN-Trunkierungs-Mutation (c.43628insAT) nachahmt. Hierzu wurde ein Replacement-Vektor konstruiert, welcher eine 2bp-AT Insertion in Exon 326 des Titingens an entsprechender Stelle im Mausgenom integriert hat. Diese Mutation führt zur Verschiebung des Leserahmens, wodurch zuerst 4 neue Aminosäuren in das Transkript eingefügt werden und dann ein vorzeitiges Stoppcodon zum Abbruch der Translation in der A-Bande führt. Die heterozygoten Tiere sind lebensfähig und fruchtbar und zeigen zimächst keine Auffälligkeiten in ihrem Erscheinen und ihrer Entwicklung. Im Herzmuskelgewebe heterozygoter Mäuse konnten wir eine trunkierte Titinbande von ca. 1% des Gesamtproteins nachweisen, sodass von einem posttranslationalem Abbau des trunkierten Proteins ausgegangen werden muss. Die posttranslationale Degradation des mutierten Titins führt zu einer inkompletten kompensatorischen Hochregulation der Titin Wildtyp-mRNA. Druckuntersuchungen am isolierten Herzen ergaben, dass dieser Mangel an Titin zur Reduktion der myokardialen Steifigkeit führt (gestörte biomechanische Stabilität). In vivo lässt sich dies echokardiograhisch anhand eines veränderten Mitralklappeneinstromprofils verifizieren. Werden die heterozygoten Mäuse einem kardialen Stressmodel ausgesetzt (Angiotensin oder Isoproterenol-Applikation), entwickeln die Tiere eine dilatative Kardiomyopathie mit eingeschränkter linksventrikulärer Ejektionsfraktion und diffuser kardialer Fibrose. Wir gehen davon aus, dass Mutationen im Titingen für einen beträchtlichen Teil der vererbten Kardiomyopathien verantwortlich sind. Unser Mausmodell liefert interessante Einblicke in die bei der DCM involvierten Pathomechanismen sowie der Organisation, Funktion und Entwicklung des Sarkomers.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Titin isoform-dependent effect of calcium on passive myocardial tension. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2004 Dec;287(6):H2528-34
Fujita H, Labeit D, Gerull B, Labeit S, Granzier HL
- A novel locus for early-onset dilated cardiomyopathy, diffuse myocardial fibrosis and sudden death on chromosome 10q25-26. J Am Coll Cardiol. 2006 Jul 4;48(1):106-11
Ellinor PT, Sasse-Klaassen S, Probst S, Gerull B, Shin JT, Toeppel A, Heuser A, Michely B, Yoerger DM, Song BS, Krings G, Coplin B, Dec GW, Hennies HC, Thierfelder L, MacRae CA
- Identification of a novel frameshift mutation in the giant muscle filament titin in a large Australian family with dilated cardiomyopathy. J Mol Med. 2006 Jun; 84(6):478-83
Gerull B, Atherton J, Geupel A, Sasse-Klaassen S, Heuser A, Frenneaux M, McNabb M, Granzier H, Labeit S, Thierfelder L
- Molecular determinants for the recruitment of the ubiquitin-ligase MuRF-1 onto M-line titin. FASEB J. 2007 May;21(7):1383-92
Mrosek M, Labeit D, Witt S, Heerklotz H, von Castelmur E, Labeit S, Mayans O
