Einfluss des Gαq-Proteins auf die myokardiale Infarktgröße der knochenmarktransplantierten Gαq-Knockout-Maus im Ischämie/Reperfusionsmodell

Winter, Kerstin (2006): Einfluss des Gαq-Proteins auf die myokardiale Infarktgröße der knochenmarktransplantierten Gαq-Knockout-Maus im Ischämie/Reperfusionsmodell. Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät

Abstract

Influence of the Gαq-protein on myocardial infarct size of the bone marrow-engrafted Gαq-knockout-mouse in a ischemia/reperfusion-model Platelets play a key role in the pathogenesis of an acute myocardial infarction. Thrombus formation, which is mediated by the activation of platelets, results in the occlusion of the coronary artery. On the other hand, agglutinated platelets in the small myocardial vessels impair the myocardial microcirculation. Due to their pro-inflammatory effects, platelets also contribute to the pathogenesis of ischemia/reperfusion injury. The myocardium of Gαq-deficient mice showed a reduced susceptibility to ischemia and reperfusion compared to that of wild-type mice (HEUER, in preparation). Activation of platelets lacking the Gαq-protein is markedly impaired, resulting not only in an increased haemophilia but also in a decreased thrombophilia of Gαq-deficient mice. A bone marrow transplantation was performed to investigate whether the impaired platelet-activation is responsible for the reduced susceptibility of Gαq-deficient mice to ischemia/reperfusion injury. Wild-type mice were lethally irradiated to facilitate the engraftment of bone marrow cells of Gαq-deficient mice and vice versa. A reconstitution phase of at least 90 days for both groups guaranteed, that blood of wild-type mice contained normal levels of Gαq-deleted platelets, while blood of Gαq- deficient mice contained only wild-type platelets. Afterwards, according to the study of HEUER (in preparation), myocardial ischemia was artificially induced by surgically ligating the left coronary artery for 30 minutes and was followed by a reperfusion phase of 24 hours. Heart function of both groups was examined by echocardiography before and after surgery. After euthanasia the size of infarction-area to area at risk (I/AAR) and infarction-area to left ventricle (I/LV) in the stained hearts was determined by planimetry. As a result neither the cardioechography (relative difference of fractional shortening prae and post op: 17, 1 % ± 2,9 % (SEM) versus 10,8 % ± 4,0 % (SEM)) nor the infarct-sizes (I/AAR: 18,2 % ± 4,2 % (SEM) versus 10,0 % ± 3,7 % (SEM); I/LV: 9,5 % ± 2,7 % (SEM) versus 5,6 % ± 2,2 % (SEM)) showed any significant differences between the two groups. In conclusion it could be assumed, that the impaired platelet-activation is not the only reason for the different susceptibility of wild-type and Gαq-deficient mice to ischemia/reperfusion injury; in fact, the reduced susceptibility of Gαq-deficient mice seems to be a result of both - their impaired platelet-activation and unknown protecting effects based on the absence of the Gαq-protein in other cells such as cardiomyocytes.

Abstract

In der Pathogenese des akuten Myokardinfarkts spielen die Thrombozyten eine wichtige Rolle. Die Thrombusbildung, die durch Aktivierung dieser Zellen in Gang gesetzt wird, resultiert in einer Okklusion der Koronararterie. Abgeschwemmte Thrombozytenemboli sind in der Lage, die Mikrozirkulation des Myokards zu beeinträchtigen. Aufgrund ihrer pro-inflammatorischen Wirkung fördern die Thrombozyten außerdem die Ausprägung des Ischämie/Reperfusionsschadens. Vorhergehende Untersuchungen von HEUER (in Vorbereitung) zeigten, dass das Myokard von Gαq-Knockout-Mäusen auf eine Ischämie und Reperfusion weniger empfindlich reagiert als das der Wildtyp-Mäuse. Die Aktivierung von Thrombozyten, denen das Gαq-Protein fehlt, ist hochgradig gestört; das führt nicht nur zu einer verstärkten Hämophilie, sondern auch zu einer reduzierten Thrombophilie der Gαq-Knockout-Tiere. Um herauszufinden, ob diese Störung der Thrombozyten-Aktivierung der Grund für die unterschiedliche Reaktion auf eine Ischämie/Reperfusion von Gαq-Knockout- und Wildtyp-Mäusen ist, wurde eine Knochenmarktransplantation durchgeführt. Dazu wurden Wildtyp-Mäuse letal bestrahlt, um die Transplantation von Knochenmarkzellen der Gαq-Knockout-Mäuse zu ermöglichen, während Gαq-Knockout-Mäuse auf diese Weise Blutzellen von Wildtyp-Tieren erhielten. Nach einer mindestens 90-tägigen Erholungsphase zur Gewährleistung einer vollständigen Rekonstitution wurden die Tiere dieser beiden Versuchsgruppen, entsprechend der Studie von HEUER (in Vorbereitung), einer 30-minütigen myokardialen Ischämie mit anschließender 24-stündiger Reperfusionsphase ausgesetzt. Sonographische Messungen prä und post operationem sollten Aufschluss über die Herzleistung geben. Am entnommenen, gefärbten Herzen wurde planimetrisch die Infarktgröße im Verhältnis zur area at risk (I/AAR) und zum linken Ventrikel (I/LV) ermittelt. Weder die Ergebnisse der Echokardiographie (relative Differenz des fractional shortening prä und post OP: 17,1 % ± 2,9 % (SEM), versus 10,8 % ± 4,0 % (SEM)) noch die gemessenen Infarktgrößen (I/AAR: 18,2 % ± 4,2 % (SEM) versus 10,0 % ± 3,7 % (SEM); I/LV: 9,5 % ± 2,7 % (SEM) versus 5,6 % ± 2,2 % (SEM)) unterscheiden sich signifikant zwischen den beiden Versuchsgruppen. Aus diesem Grund ist anzunehmen, dass für die verminderte Sensibilität der Gαq-Knockout-Mäuse gegenüber einer myokardialen Ischämie/Reperfusion nicht allein die gestörte Thrombozyten-Aktivierung verantwortlich ist; vielmehr scheinen zusätzlich weitere molekularbiologische Effekte, die beispielsweise das Fehlen der Gαq-Untereinheit im Kardiomyozyten bewirken könnte, einen gewissen Schutz vor den Pathomechanismen der Ischämie/Reperfusion darzustellen.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Gαq,Galphaq,Myokardinfarkt,Ischämie,Reperfusion
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie)
• Fakultäten: Tierärztliche Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 10. Februar 2006
• 1. Bericht­erstatter:in: Stangassinger, Manfred