Kationenkanäle der Canonical Transient Receptor (TRPC)-Familie spielen eine wichtige Rolle in der pathologischen Herzhypertrophie. Neben anderen Isoformen besitzt TRPC4 die Potenz, den strukturellen und funktionellen Umbau des Herzens im Rahmen der pathologischen Hypertrophie über Ca2+-Transienten zu bestärken. TRPC4-Kanäle sind nicht-selektive Kationenkanäle, die für Na+ und Ca2+ durchlässig sind. Sie setzen sich in der Plasmamembran zu Homo- oder Heterotetrameren zusammen. Die TRPC4-Kanalaktivität wird durch die Stimulation von Gq-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR) reguliert und führt zu einem Ca2+-Einstrom, der für die Aktivierung von Calcineurin und des nuclear factor of activated T-cells (NFAT) notwendig ist. Eine weitere Aktivierungsform lässt sich über die Entleerung von intrazellulären Ca2+-Speichern (SOCE) aus dem Sarkoplasmatischen Retikulum (SR) nachweisen. Die funktionelle Wirkung des TRPC4 ist von der Expression der beiden Splice-Varianten TRPC4α und TRPC4β abhängig. Um diese funktionelle Abhängigkeit der Splice-Variante C4β genauer zu charakterisieren, wurden in der vorliegenden Studie zytosolische Ca2+-Signale und deren Aktivierungsmechanismen analysiert. Für die Untersuchungen wurden neonatale Rattenkardiomyozyten (NRC) verwendet, die mit adenoviralen Vektoren infiziert wurden und TRPC4beta (Ad-TRPC4β), TRPC4alpha (Ad-TRPC4α) und beta-Galaktosidase (Ad-ßgal) als Kontrolle exprimierten. Es erfolgte eine Auswertung der Ca2+-Transienten, in der gezeigt werden konnte, dass TRPC4β den Ca2+-Einstrom in schlagenden Kardiomyozyten beeinflusst. Dies machte sich in einer erhöhten Ca2+-Amplitude unter basalen Bedingungen bemerkbar. Ebenfalls konnte deutlich gemacht werden, dass eine Ca2+-Entleerung des SR TRPC4β als sogenannten SOC (speicher-regulierten Kanal, store-operated channel) aktiviert. Außerdem reagierten TRPC4β-infizierte NRCs mit einem gesteigerten Ca2+-Maximalspitzenwert (peak) unter Stimulation mit dem GPCR-Agonisten Angiotensin II. Die Amplitude der Ca2+-Transienten bei Überexpression von Ad-TRPC4β war im Vergleich zur Ad-ßgal-Kontrollgruppe deutlich gesteigert. Darüber hinaus war der Abfall der Ca2+-Transienten der TRPC4β-exprimierenden Zellen beschleunigt. Dies lässt einen kompensatorischen Mechanismus vermuten, mit dem Ziel, einer Ca2+-Überladung der Zelle durch den TRPC4β-induzierten Ca2+-Einstrom entgegenzuwirken. In zusätzlichen Experimenten zeigte sich TRPC4β ebenfalls deutlich sensitiver gegenüber der Angiotensin II-Stimulation als TRPC4α. Weiterführende Untersuchungen ließen erkennen, dass TRPC4β, im Gegensatz zu anderen TRPC-Isoformen, keinen pro-hypertrophen, sondern vielmehr einen pro-apoptotischen Einfluss auf Kardiomyozyten ausübt. Zusammenfassend zeigt die vorliegende Studie, dass eine erhöhte Aktivität der Splice-Variante TRPC4β mit kritischen Veränderungen zytosolischer Ca2+-Signale verbunden ist und somit ein entscheidender Faktor für die Entstehung und Progression kardialer Pathologien sein könnte. / The Transient Receptor Potential Channel Subunit 4 (TRPC4) has been considered as a crucial Ca2+ component in cardiomyocytes promoting structural and functional remodeling in the course of pathological cardiac hypertrophy. Functional properties of TRPC4 are also based on the expression of the TRPC4 splice variants TRPC4α and TRPC4β. Aim of the present study was to analyze cytosolic Ca2+ signals, signaling, hypertrophy and vitality of cardiomyocytes in dependence on the expression level of either TRPC4α or TRPC4β.

Herzinsuffizienz mit konsekutivem Herzversagen ist ein zentrales kardiovaskuläres Problem der heutigen Bevölkerung.Ursächlich ist insbesondere eine progrediente Herzhypertrophie. Die Calcium-Calmodulin abhängige Phosphatase Calcineurin (CnR) spielt hierbei in der Pathogenese eine entscheidende Rolle. CnR wird über seine Calciumbindungsstellen an der regulatorischen Untereinheit Calcineurin B (CnB) aktiviert.Um zu untersuchen, inwieweit CnB bei der Hypertrophie verschiedener Ätiologien reguliert wird, wurde in linksventrikulären Myokardbiopsien von Patienten mit Aortenstenose (AS= 14) bzw. aus explantierten Herzen mit Dilatativer Kardiomyopathie (DCM=27) und Koronarer Herzerkrankung (KHK=7) der mRNA-und Proteingehalt von CnB bestimmt und mit der Expression von ANP und BNP korreliert. Als Kontrollgruppe dienten 15 abgelehnte Spenderherzen mit normaler systolischer Funktion und gesunder Morphologie. In den Herzen der Kontroll-, DCM-, und KHK-Gruppen wurde der linksventrikuläre Fibrosegehalt bestimmt. Hierzu wurden eine extern standardisierte Real-Time-PCR-Technik und ein etabliertes Western Blot Verfahren angewandt. Die Ergebnisse werden im Median ± 25%/75%-Perzentile angegeben und mit dem Mann-Whitney-Test bzw. Korrelationsanalysen nach Spearman berechnet. In den Herzen mit DCM zeigte sich eine signifikante Erhöhung der CnB mRNA auf ca. das Dreifache der Kontrollen (293% der Ko, p / Heart failure is a central cardiovascular problem for the current population. Cardiac hypertrophy is a central factor. The calcium-Calmodulin dependent phosphatase Calcineurin (CnR) plays a crucial role in the pathogenesis. CnR is activated via its calcium-binding site in the regulatory subunit Calcineurin B (CnB). In order to examine, to what extent CnB is regulated in different aetiologies of hypertrophy, we analysed CnB´s mRNA and protein in left ventricular samples from patients with aortic valve stenosis (AS = 14) and from explanted hearts with dilated (DCM=27) and ischemic (ICM=7) cardiomyopathy and correlated them with the expression of ANP and BNP. As a control, 15 rejected donor hearts with normal systolic function and non-pathologic changed morphology were used. Fibrosis of the left ventricle was determined in three groups: control , DCM and ICM. Therefore, we used an externally standardized real-time PCR and an established Western Blot. Data are given as median ± 25%/75%- percentiles; Mann Whitney test and Spearman´s correlation-analyses were used. CnB mRNA was significantly raised in DCM (293% of control, p

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