Michael Joner

• Chronische Drucküberlastung des adulten Herzens führt zu Umbauvorgängen in der Extrazellulärmatrix und zur Hypertrophie der Herzmuskelzellen. Dabei kommt es zur Aktivierung von Integrinrezeptoren und der dadurch induzierten Entstehung des sogenannten fokalen Adhäsionskomplexes im Zytoskelett der Herzmuskelzelle. Dies konnte kürzlich im Modell der rechtsventrikulären Drucküberlastung an der Katze gezeigt werden. (Laser M et al., J. Biol. Chem, 2000). Um zu testen, ob die Integrinaktivierunng und der Umbau des Zytoskeletts im HypertrophieprozessChronische Drucküberlastung des adulten Herzens führt zu Umbauvorgängen in der Extrazellulärmatrix und zur Hypertrophie der Herzmuskelzellen. Dabei kommt es zur Aktivierung von Integrinrezeptoren und der dadurch induzierten Entstehung des sogenannten fokalen Adhäsionskomplexes im Zytoskelett der Herzmuskelzelle. Dies konnte kürzlich im Modell der rechtsventrikulären Drucküberlastung an der Katze gezeigt werden. (Laser M et al., J. Biol. Chem, 2000). Um zu testen, ob die Integrinaktivierunng und der Umbau des Zytoskeletts im Hypertrophieprozess des linken Ventrikels eine Rolle spielen, wurden ausgewachsene Mäuse (30g Körpergewicht) nach Konstriktion der transversalen Aorta analysiert und mit scheinoperierten Mäusen verglichen. Morphologisch zeigte sich bei den drucküberlasteten Tieren eine signifikante Herzhypertrophie bezogen auf Körpergewicht und Tibialänge innerhalb eines Monats. Keine Unterschiede fanden sich bei der hämodynamischen Charakterisierung für die in vivo gemessene Herzfrequenz, während der systolische Druck und der enddiastolische Druck signifikant erhöht waren. Zur Western Blot-Analyse wurden jeweils eine Detergens-lösliche sowie eine unlösliche Fraktion (Zytoskelett) der Herzen präpariert. Dabei zeigten sich im Zytoskelett verschiedene tyrosinphosphorylierte Proteine bei 160, 125, 75 und 60 kD, beginnend drei Tage nach Drucküberlastung. Zwei dieser Banden konnten wir als Zytoskelett-assoziierte Tyrosinkinasen, „focal adhesion kinase“(Fak) und c-Src, identifizieren, welche beide zum sogenannten Integrin-abhängigen fokalen Adhäsionskomplex gehören. Weitere Analysen zeigten Phosphorylierungen von Fak bei Tyr-397 und Tyr-925, c-Src bei Tyr-418. Dies lässt darauf schließen, dass beide Kinasen aktiviert sind. Aus diesen Daten wird deutlich, dass eine Aktivierung von Integrinrezeptoren und die Formation des fokalen Adhäsionskomplexes auch im Hypertrophieprozess des linken Ventrikels eine Rolle spielen. Um den Einfluss der Integrin-vermittelten Signalwege auf die Entwicklung der Hypertrophie und deren Signaltransduktion weiter zu testen, wurde eine konditionale „knock-out“-Mauslinie (Cre/loxP-System mit MLC-2v-Promotor) etabliert. Bei diesen Mäusen ist das beta.1-Integrin-Gen selektiv im Myokard ausgeschaltet. Die Ergebnisse aus Phänotypisierung und Charakterisierung dieser Mauslinie im Hypertrophieprozess stehen noch aus.…
• chronic pressure overload of the adult heart is accompanied by reorganisation of the extracellular matrix and hypertrophy of the heart muscle cell. This is due to an activation of integrin receptors and the formation of the focal adhesion complex in the cytoskeletal fraction of the heart muscle cell. This was recently shown in a model of left ventricular pressure overloading in cats(Laser M et al., J. Biol. Chem, 2000). In order to test the hypothesis that the activation of integrins and the reorganisation of the cytoskeleton is also due to thechronic pressure overload of the adult heart is accompanied by reorganisation of the extracellular matrix and hypertrophy of the heart muscle cell. This is due to an activation of integrin receptors and the formation of the focal adhesion complex in the cytoskeletal fraction of the heart muscle cell. This was recently shown in a model of left ventricular pressure overloading in cats(Laser M et al., J. Biol. Chem, 2000). In order to test the hypothesis that the activation of integrins and the reorganisation of the cytoskeleton is also due to the process of hypertrophy in the left ventricle, we compared adult mice (30g of weight) after aortic banding with sham operated mice. We found a significant hypertrophy of the heart related to weight and length of the tibia within one month. We saw no difference between the in vivo messured heart rate of these mice, but in contrast we found a significant difference between the systolic and the diastolic heart pressure. For the western blot analyses we used a soluble and an insoluble fraction of the hearts. There were several phophorylated proteins at 160, 125, 75 und 60 kD after three days of aortic banding. Two of these were identified as „focal adhesion kinase“(Fak) und c-Src. These two kinases are part of the integrin-dependent focal adhesion complex. Further analyses showed phosphorylisations of Fak at Tyr-397 and Tyr-925, c-Src at Tyr-418. This is due to the activation of these kinases. Within these data we showed that there is an activation of integrins in the process of hypertrophy of the mouse left ventricle and that this is accompanied by the formation of the focal adhesion complex in this model. In order to test the influence of the integrin signaling in the mouse heart we arranged a conditional beta.1-integrin knock-out mouse (Cre/loxP-system with MLC-2v-promotor). These mice lack the beta.1-integrin only in the heart. The results of hemodynamic characterisation need to be done.…