@phdthesis{Schmid2016,
  author    = {Schmid, Evelyn},
  title     = {Effekte des Raf Kinase Inhibitor Proteins (RKIP) auf β-adrenerge Signalwege, Herzfunktion und die Entwicklung der Herzinsuffizienz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142486},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Das Raf kinase inhibitor protein (RKIP) ist ein Kinaseregulator, der im Herzen eine Pr{\"a}ferenz f{\"u}r die G-Protein-gekoppelte Rezeptorkinase 2 (GRK2) zeigt. Die Regulation erfolgt durch direkte Interaktion beider Proteine, wird durch eine PKC-Phosphorylierung an Serin 153 des RKIP induziert und inhibiert die GRK2-vermittelte Phosphorylierung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR). Die GRK2 desensitiviert GPCR und eine Hemmung der GRK2-Aktivit{\"a}t wirkt sich so positiv auf die Ansprechbarkeit von GPCR aus. Die \textbeta-adrenergen Rezeptoren (\textbeta AR) sind im Herzen maßgeblich an der Regulation der kardialen Kontraktilit{\"a}t beteiligt. Erste Zusammenh{\"a}nge zwischen der RKIP-Expression und der kontraktilen Antwort von Kardiomyozyten wurden bereits in einer fr{\"u}heren Arbeit untersucht und best{\"a}tigt. Sie begr{\"u}nden die Fragestellung nach Effekten einer verst{\"a}rkten RKIP-Expression auf \textbeta-adrenerge Rezeptorsignale, Herzfunktion und die Entwicklung der Herzinsuffizienz. Im Rahmen dieses Projektes konnten die Effekte des RKIP auf \textbeta-adrenerge Signalwege detaillierter beschrieben werden. Dabei erwies sich die inhibitorische Funktion auf die GRK2 als rezeptorspezifisch ohne Einfluss auf zytosolische Angriffspunkte der GRK2 zu nehmen. Verst{\"a}rkte \textbeta-adrenerge Signale zeigten sich in neonatalen Kardiomyozyten an Hand der erh{\"o}hten cAMP-Level, PKA-Aktivit{\"a}t, sowie Kontraktionsrate und Relaxationsgeschwindigkeit nach \textbeta-adrenerger Stimulation. Im Einklang damit konnte eine erh{\"o}hte PKA- und CaMKII-Aktivit{\"a}t und eine positive Inotropie in transgenen Tieren, mit herzspezifischer {\"U}berexpression von RKIP, beobachtet werden. Durch Messung des Calcium-\textit{Cyclings} in Kardiomyozyten konnte der Ph{\"a}notyp auf eine verbesserte R{\"u}ckf{\"u}hrung des Calciums, einer daraus resultierenden erh{\"o}hten Calciumbeladung des sarkoplasmatischen Retikulums und einem gesteigerten systolischen Calciumspiegel, zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die Untersuchung der Phosphorylierung von Calciumkan{\"a}len, L-Typ-Calciumkanal und Ryanodin-Rezeptor 2, die den einw{\"a}rtsgerichteten Calciumstrom vermitteln konnte ihre Beteiligung an der positiv inotropen Wirkung ausschließen. Neben dem kontraktilen Ph{\"a}notyp konnten zus{\"a}tzliche protektive Effekte beobachtet werden. In Modellen, die eine chronische \textbeta-adrenerge Stimulation imitieren, bzw. eine Nachlasterh{\"o}hung induzieren konnte eine Verringerung der interstitiellen Fibrose und der damit assoziierten Marker, gezeigt werden. Mit Hilfe von \textit{in vivo} EKG-Messungen konnte die Neigung zur Ausbildung von Arrhythmien untersucht werden. Auch im Hinblick auf die Anzahl der Extrasystolen waren RKIP-transgene Tiere gesch{\"u}tzt. Infolge der Untersuchung der Ph{\"a}notypen in Deletionshintergr{\"u}nden der einzelnen \textbeta AR-Subtypen (\textbeta\textsubscript{1}AR, \textbeta\textsubscript{2}AR) konnte die positive Inotropie mit den spezifischen Signalwegen des \textbeta\textsubscript{1}AR assoziiert und die protektiven Effekte gegen{\"u}ber den Umbauprozessen und der Arrhythmieneigung dem \textbeta\textsubscript{2}-adrenergen Signalen zugeschrieben werden. Zus{\"a}tzlich best{\"a}tigt sich eine besondere Rolle der G\textalpha\textsubscript{i}-Kopplung des \textbeta\textsubscript{2}AR, durch die er einen hemmenden Einfluss auf die \textbeta\textsubscript{1}AR-Singale nehmen kann. Die Untersuchung einiger Marker, die eine physiologische von einer pathologischen Hypertrophie unterscheiden, konnte das in den RKIP-transgenen M{\"a}usen auftretende Wachstum der Kardiomyozyten als kompensatorische und physiologische Hypertrophie charakterisieren. Zusammengenommen weisen diese Ergebnisse auf eine ausgeglichene Aktivierung der beiden Rezeptoren hin, die sich gegenseitig regulieren und durch die Inhibition der GRK2 in ihrer Anregbarkeit erhalten bleiben. Mittels einer AAV9-vermittelten Gentherapie konnte das therapeutische Potential dieses Prinzips weiter best{\"a}tigt werden, da es die prominentesten Ver{\"a}nderungen w{\"a}hrend der Herzinsuffizienzentwicklung, wie die Verschlechterung der linksventrikul{\"a}ren Funktion, die Dilatation des linken Ventrikels, die Ausbildung von Lungen{\"o}demen und interstitieller Fibrose sowie die Expression von Herzinsuffizienz-assoziierten Genen, verhindern konnte. Auch konnten die Auswirkungen der Deletion des RKIP, die sich durch eine beschleunigte und gravierendere Herzinsuffizienzentwicklung auszeichnet, durch Reexpression von RKIP verhindert werden. Diese Arbeit kann somit zeigen, dass das RKIP eine ausgeglichene Verst{\"a}rkung von \textbeta-adrenergen Signalwegen verursacht, die positiv inotrop und gleichzeitig protektiv wirkt. Dieses Wirkprinzip k{\"o}nnte ferner eine Strategie zur Erh{\"o}hung der Kontraktilit{\"a}t in der Herzinsuffizienz darstellen, die entgegen etablierter Theorien auf der Stimulation beider \textbeta AR basiert.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kahlert2016,
  author    = {Kahlert, Katrin},
  title     = {Der Einfluss von RKIP auf die Progression von Herzinsuffizienz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-139191},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {GRK2 vermittelt {\"u}ber die Phosphorylierung und Inaktivierung kardialer β1-Rezeptoren eine verminderte kardiale Kontraktilit{\"a}t. RKIP als GRK2-Inhibitor spielt eine Rolle in der GPCR-Signalgebung. Die {\"U}berexpression des Proteins f{\"u}hrt zu einer verbesserten Herzfunktion. Dieser Effekt wird m{\"o}glicherweise {\"u}ber die GRK2-Inhibition vermittelt und er{\"o}ffnet die Diskussion {\"u}ber weitere durch RKIP vermittelte protektive Effekte im Herzen. In dieser Arbeit konnte ich zeigen, dass die kardiale RKIP-Expression in M{\"a}usen und humanem Herzgewebe bei Herzinsuffizienz gesteigert ist. Zudem beschrieb ich den protektiven Effekt einer gesteigerten Expression von RKIP in murinen Herzen im Hinblick auf die Auspr{\"a}gung typischer struktureller und morphologischer Zeichen von Herzinsuffizienz. Echokardiographische Untersuchungen zeigten, dass RKIP die Herzfunktion positiv beeinflusst. RKIP-tg-M{\"a}use wiesen eine gesteigerte Verk{\"u}rzungsfraktion und einen dauerhaft hyperkontraktilen Ph{\"a}notyp auf. Trotz fehlenden Einflusses auf die kardiale Hypertrophie bewirkte die chronische linksventrikul{\"a}re Druckbelastung durch TAC in RKIP-tg-M{\"a}usen eine geringere kardiale Dilatation und den Erhalt einer st{\"a}rkeren Kontraktilit{\"a}t als in Wildtyp-M{\"a}usen. Die Ligation der Aorta transversa bewirkte bei Wildtyp-M{\"a}usen zudem strukturelle und molekulare Ver{\"a}nderungen, die typisch f{\"u}r einen herzinsuffizienten Ph{\"a}notyp sind. Der Anteil fibrotischen Gewebes und die Apoptose im Herzen nahmen zu. Strukturelle Ver{\"a}nderungen des Herzgewebes sind ein Korrelat f{\"u}r ein herzinsuffizientes Herz. RKIP-tg-M{\"a}use zeigten diese Ver{\"a}nderungen in einem deutlich geringeren Ausmaß und weisen auf eine protektive Wirkung einer kardialen RKIP-{\"U}berexpression hin. Interessanterweise war die mRNA-Expression der Fibrosemarker CTGF und TGFß nach chronischer linksventrikul{\"a}rer Druckbelastung sowohl bei Wildtyp-M{\"a}usen als auch bei RKIP-transgenen M{\"a}usen erh{\"o}ht. Die Ursache f{\"u}r das Fehlen eines signifikanten Unterschiedes k{\"o}nnte sein, dass diese Marker nicht spezifisch f{\"u}r die kardiale Fibrosierung sind, sondern deren Expression auch mit der kardialen Hypertrophie zusammenh{\"a}ngt. Eine weitere Beobachtung war der Anstieg der mRNA-Expression der Herzinsuffizienz-Marker BNP und ANF nach chronischer Druckbelastung in Wildtyp- und RKIP-tg-M{\"a}usen. Die Ergebnisse best{\"a}tigten, dass BNP spezifischer f{\"u}r die durch chronische linksventrikul{\"a}re Druckerh{\"o}hung verursachte Herzinsuffizienz zu sein scheint. Ich beobachtete eine gesteigerte RKIP-Expression bei Herzinsuffizienz und kardialer Hypertrophie. Herzbiopsien herzinsuffizienter und an Aortenstenose erkrankter Patienten wiesen im Vergleich zu Kontrollen eine erh{\"o}hte RKIP-Proteinexpression auf. Auch C57BL/6J-M{\"a}use wiesen nach chronischer linksventrikul{\"a}rer Druckbelastung eine gesteigerte kardiale RKIP-Expression im Vergleich zu Kontrollen auf. Die Hochregulation der RKIP-Expression k{\"o}nnte als protektiver feedback-Mechanismus interpretiert werden. Resultat dieser Arbeit ist, dass RKIP eine protektive Wirkung bei der Progression von durch chronische linksventrikul{\"a}re Druckbelastung induzierte Herzinsuffizienz hat, am ehesten durch seine Funktion als GRK2-Inhibitor und seine Rolle bei der GPCR-Signalgebung.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}