Titelaufnahme

Titel
Ca2+ <[hoch 2 +]> and Na+ <[hoch 2+]>-regulating Proteins in Nuclei Isolated from Human Myocardium / Claudia Winkler
Verfasser/ VerfasserinWinkler, Claudia
Begutachter / BegutachterinKockskämper, Jens
Erschienen2010
UmfangIX, 74 Bl. Zsfassung : graph. Darst.
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-18240 
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Zusammenfassung

Nukleoplasmatisches Ca2+ in Kardiomyozyten reguliert die Transkription und ist somit an zellulären Umbauprozessen beteiligt, die zu Hypertrophy und Herzinsuffizienz führen können. Wie genau die nukleoplasmatische Kalziumkonzentration, [Ca2+], reguliert wird, besonders in humanen Kardiomyozyten, ist unklar. Zudem stellt sich die Frage, ob die nukleoplasmatische [Ca2+] auch unabhängig von der zytoplasmatischen [Ca2+] reguliert werden kann und ob die nukleäre Ionenhomöostase bei Herzerkrankungen verändert ist. Für die Isolierung von Zellkernen wurde eine Methode etabliert. Die Reinheit der Kernfraktionen wurde mittels Western-Blot-Technik unter Anwendung von speziellen Kernmarkern und zytoplasmatischen Markern und mittels Mikroskopie überprüft. Perinukleäre Ca2+-Speicher wurden mittels des niederaffinen Ca2+-Indikators Mag-fluo-4 dargestellt, wohingegen die Expression der verschiedenen Ca2+- und Na+-regulierenden Proteine mittels Western-Blot-Technik untersucht wurde. Die Kernfraktionen ließen eine Anreicherung mit Kardiomyozytenkernen und keine zytoplasmatischen Verunreinigungen erkennen. Die Kerne waren hauptsächlich ellipsoid und ca. 10-12 µm lang und 5-6 µm breit. Isolierte Kerne aus humanen Kardiomyozyten besaßen eine Kernhülle und ein nukleoplasmatisches Retikulum als funktionelle Ca2+-Speicher und das ganze Set an Ca2+- und Na+-regulierenden Proteinen notwendig für die autonome Regulation von Ca2+ und Na+. Weiters wurde die Expression von Endothelinrezeptoren, vor allem ETBRen, in den Kernen festgestellt. Im insuffizienten Herzen war die Expression von nukleären Endothelinrezeptoren und Ca2+- und Na+-regulierenden Proteinen teilweise verändert. Aus der vorliegenden Arbeit geht hervor, dass Herzmuskelzellkerne den gesamten Proteinapparat für eine autonome nukleäre Ca2+- und Na+-Regulation besitzen. Auch scheint die nukleäre Ionenhomöostase im erkrankten Herzen verändert zu sein.

Abstract

Nuclear Ca2+ in cardiac myocytes is an important messenger that modulates gene transcription and may be involved in the development of hypertrophy and heart failure. It is unclear though how nuclear [Ca2+] is regulated in cardiac nuclei, especially in human cardiac nuclei. Furthermore, it is unclear whether human cardiac nuclei contain an autonomous Ca2+ signalling system, similar to the SR in the cytoplasm, and, thus, are able to regulate the [Ca2+] independently from the cytosolic [Ca2+]. Finally, it is unknown whether nuclear ion homeostasis is altered in failing heart. For the isolation of cardiac nuclei a method was established. The purity of the final nuclear fraction was checked by Western blot analysis using cytoplasmic and nuclear markers and microscopy. The expression of Ca2+- and Na+-regulating proteins and endothelin receptors was studied by Western blot analysis. Nuclear envelope Ca2+-stores were visualized by confocal microscopy and staining with the low affinity Ca2+ dye Mag-Fluo-4.Immunoblots of the nuclear fractions revealed an enrichment of nucleus-specific signals and the lack of a cytoplasmic contamination. Isolated human cardiac nuclei were mainly ellipsoid in shape and measured about 10-12 µm in length and about 5-6 µm in width. The nuclei contained a functional nuclear envelope and a nucleoplasmic reticulum as Ca2+ storage compartments. They expressed the entire set of Ca2+- and Na+-regulating proteins required for autonomous regulation of Ca2+ and Na+. Additionally, the expression of endothelin receptors was observed. When compared to non-failing heart, nuclear endothelin receptors as well as Ca2+- and Na+-regulating protein expression was partially altered in failing heart.In conclusion, human cardiac nuclei contain the entire protein machinery required for autonomous nuclear Ca2+ and Na+ signalling. Furthermore, nuclear ion homeostasis may be altered in failing heart.

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