Smooth muscle titin in embryo implantation and angiogenesis

Das Muskelprotein Titin ist mit einem Molekulargewicht von bis zu 3700 kDa das größte bekannte Polypeptid. Es ist nach Aktin und Myosin das dritthäufigste Protein im quergestreiften Muskel. Titin integriert in die Z-Scheibe und die M-Bande und überspannt damit das halbe Sarkomer. Es formt ein elastisches Gerüst entlang der Muskelfaser und ist sowohl an Signaltransduktion als auch mechanischer Stabilität und Erhaltung der Sarkomerstruktur beteiligt. Während Titin im quergestreiften Muskel bereits eingehend untersucht wurde, ist seine Funktion im glatten Muskel unbekannt, obwohl Titin im glatten Muskel auf Transkriptions- und Proteinebene beschrieben ist. Um Titin im glatten Muskel zu untersuchen, haben wir ein Knockin-Mausmodell etabliert, in dem der Amino-Terminus von Titin mit Hilfe des Fluoreszenzprotein DsRed markiert wurde. Die Analyse von quergestreiftem Muskel der Titin-DsRed-Mäuse bestätigte die DsRed-Integration in Titin am Übergang von der Z-Scheibe zur I-Bande des Sarkomers. Diese Modifizierung verursachte keinen offensichtlichen Phänotyp hinsichtlich Lebensfähigkeit, Herzgewicht und Einbau von Titin in das Sarkomer. Die Verwendung des DsReds ermöglicht Live-Cell-Imaging und die DsRed-Detektion, so dass unser Knockin-Mausmodell ideal geeignet ist, um Titin im glatten Muskel zu lokalisieren. Von besonderem Interesse ist Titin im Uterus, da wir Titin im glatten Muskel erstmalig eine funktionelle Rolle während der Schwangerschaft zuweisen konnten. Dazu haben wir ein konditionelles Knockout-Modell verwendet. In diesem wurden Titins M-Banden Exons 1 und 2, die die Titin-Kinase-Region codieren, mit Hilfe einer Cre-Rekombinase effizient im glatten Muskel des Uterus entfernt. Die Embryo-Implantationsstellen der meisten schwangeren Knockout-Tiere waren fehllokalisiert, lagen zu dicht oder waren in der Anzahl reduziert. Zudem war die Entwicklung des Uterus zu Beginn der Schwangerschaft bei Knockout-Mäusen verzögert. Angiogenese, die bei der Embryo-Implantation eine wichtige Rolle spielt, war beeinträchtigt und die PDGF-B-Konzentration im Serum von schwangeren Knockout-Tieren war erhöht. Glatte Muskelzellen aus Knockout-Tieren zeigten nicht die erwartete Migration nach PDGF-B-Stimulation. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die verminderte Angiogenese durch einen Migrationsdefekt der glatten Muskelzellen zu dem Ort der Gefäßneubildung bedingt ist, so dass neu gebildete Blutgefäße nicht ausreichend stabilisiert werden konnten. Durch den Verlust der Titin-Kinase-Region wurde ebenfalls der Arachidonsäurestoffwechsel beeinträchtigt. Dies führte zu einer verminderten Konzentration des Metaboliten 12-HETE im Uterus während der Schwangerschaft. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich die Signaltransduktion der Titin-Kinase-Region via PDGF-B und 12-HETE auf die weibliche Fruchtbarkeit auswirkt, vermutlich durch die Beeinflussung von Angiogenese. Das Verständnis von regulatorischen Mechanismen der Angiogenese während der Embryo-Implantation wird neue therapeutische Maßnahmen für einige Arten von Implantationsdefekten und Fehlgeburten ermöglichen.

Author dc:creator

• Bergmann, Nora

Advisors dc:contributor.advisor

• Gotthardt, Michael
• Stahl, Ulf

Licence dc:rights.uri

• http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

Language dc:language.iso

en, English

Identifier URI

urn:nbn:de:kobv:83-opus-26805
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3684

OAI identifier oai:identifier

oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/3981