Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Identifizierung von Geschlechterunterschieden (GU) in der Expression von miRNAs im späten Stadium der Myokardhypertrophie, sowie der möglichen Rolle von ERbeta bei der Regulierung dieser GU. Unsere früheren Studien identifizierten ERβ als determinierenden Faktor für die beobachteten GU bei Druckbelastung. Unter anderem führte eine Deletion des ERbeta zur Aufhebung der zuvor beobachteten GU auf physiologischer und fibrotischer Ebene, sowie in der Genexpression. In dieser Studie wurden insgesamt 30 miRNAs mit Geschlechter- und/oder Geschlecht*Operation-Interaktionseffekten 9 Wochen nach TAC in WT Mäusen identifiziert. Die gleichen Effekte waren in ERbeta-/- Tieren nicht zu beobachten, teilweise aufgrund einer höheren Expression dieser miRNAs in ERbeta-/- Weibchen als bei den Männchen. Die vorliegende Studie zeigt eine Hemmung vieler miRNAs durch Östrogen (E2) und seine Rezeptoren in weiblichen Kardiomyozyten, welches somit die in vivo-Ergebnisse bestätigt und die protektive Rolle von E2 und ERβ im weiblichen Herzen unterstreicht. Sechs der miRNAs mit GU in WT-, aber nicht in ERbeta-/- Hypertrophie-Modellen wurden als mögliche Fibroseregulatoren identifiziert, da ihnen gemeinsame Inhibitoren des ERK-MAPK-Signalwegs als Zielgene vorhergesagt wurden. Die Expression dieser miRNAs, miR-106a, miR-106b, miR-21, miR-24, miR-27a und miR-27b, war in kardialen Fibroblasten durch E2 geschlechterabhängig reguliert. Zusammengefasst bestätigt diese Arbeit die schützende Rolle von E2 und ERbeta im weiblichen Herzen. E2 und seine Rezeptoren hemmen die Expression vieler miRNAs in weiblichen Kardiomyozyten und kardialen Fibroblasten, sowie in vivo. In männlichen Herzen und kardialen Fibroblasten scheint ERalpha der Hauptakteur zu sein, welcher insbesondere mögliche Fibrose-bezogene miRNAs reguliert. Die verschiedenen Rollen der ERs in weiblichen und männlichen Herzen sind ein bestimmender Faktor der beobachteten GU bei Myokardhypertrophie. / The present study aimed to identify sex-differently expressed miRNAs in a late stage of hypertrophy (9 weeks) and the possible role of ERs in the regulation of these differences. Our previous studies identified ERbeta as an important determinant factor of the observed sex differences in pressure overload, playing different roles in males and females. This report identified a total of 30 miRNAs with sex and/or sex*surgery interaction effect 9 weeks after TAC in WT mice. The same effects were not observed in ERbeta-/- animals partially due to the higher expression of these miRNAs in ERbeta-/- females than in their WT counterparts. This study reveals a repression of a number of miRNAs by estradiol and its receptors alpha and beta in female cardiomyocytes, confirming the in vivo results and accentuating the important protective role of oestrogen and ERbeta in the female heart. Six of the miRNAs with sex differences in WT but not in ERbeta-/- hypertrophy models were found to be possible fibrosis regulators by putatively targeting common ERK/MAPK pathway inhibitors. MiR-106a, miR-106b, miR-21, miR-24, miR-27a and miR-27b were subjected to a different regulation by estradiol in cardiac fibroblasts in a sex-dependent manner. In conclusion, this study reinforces the oestrogen and ERbeta protective roles in the female hearts. Estradiol and ERs repress many miRNAs’ expression in both female cardiomyocytes and cardiac fibroblasts, as well as in vivo. In male hearts and cardiac fibroblasts, ERalpha is apparently the major player, regulating in particular potential fibrosis –related miRNAs. The different roles of ERs in male and female hearts are a determinant factor of the observed sex differences in cardiac hypertrophy.

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Die Entwicklung und der Verlauf einer Myokardhypertrophie (MH) und Herzinsuffizienz (HF) unterscheiden sich deutlich zwischen Frauen und Männern. Diese Geschlechterunterschiede können zumindest partiell auf Sexualhormone, insbesondere Östrogen, zurückgeführt werden. Östrogene wirken biologisch über zwei verschiedene Östrogenrezeptoren (ER): ERalpha und ERbeta. Viele Befunde weisen auf eine positiv modulierende Wirkung der Östrogene und speziell auf eine besondere Rolle des ERbeta bei der Entwicklung der druckinduzierten MH und HF hin. Diese Studie befasst sich mit der Untersuchung der Geschlechterunterschiede in der Ausprägung einer pathologischen MH und den myokardialen Veränderungen unter dem Einfluss des ERbeta. Grundlage der Arbeit bildete ein Mausmodell mit ERbeta-/-- und Wildtyp- Mäusen, denen durch eine transversale Aortenkonstruktion (TAC) eine artifizielle MH induziert wurde. Zur Dokumentation der Progression und den damit verbundenen Veränderungen wurden zwei Zeitpunkte gewählt, welche die adaptive und maladaptive kardiale Antwort darstellen. Die Entwicklung der Myokardhypertrophie wurde sowohl durch Echokardiographie als auch hämodynamischen Messungen charakterisiert und durch biochemische und molekulare Techniken sowie den Einsatz von Mikroarrays untersucht. Es konnte der Einfluss des Geschlechts auf die Entwicklung der MH bei andauernder Druckbelastung nachgewiesen werden. ERbeta modulierte dabei die kardiale Funktion sowie die molekulare Antwort in hypertrophie- assoziierten Prozessen, wie dem kardialen Metabolismus, der kardialen Fibrose und der Apoptose in weiblichen und männlichen Tieren. ERbeta trug in den weiblichen Tieren zum Erhalt des kardialen Energiehaushaltes bei und limitierte dadurch die Entwicklung einer kardialen Fibrose und Apoptose. Ein positiver Einfluss des ERbeta konnte in auch in den männlichen Tieren beobachtet werden: Ein starker Funktionsverlust des Herzens und apoptotische Prozesse wurden durch ERbeta verlangsamt oder inhibiert. / Development and progress of myocardial hypertrophy (MH) and the transition to heart failure (HF) differ between the sexes in humans. There is evidence that sex- related differences are mediated through sex hormones, especially the sex hormone estrogen. Effects of estrogen are mediated by two different estrogen receptors (ER): ERalpha und ERbeta. Many studies indicate a beneficial role of estrogen and particularly for ERbeta in the development of pressure overload induced MH and HF. This study investigates sex differences in the development of pathological MH and accompanying myocardial changes under the influence of ERbeta. For this purpose wildtype and estrogen receptor beta lacking (ERbeta-/-) mice were investigated. Myocardial hypertrophy was induced by using the method of transversal aortic constriction (TAC). To determine the progression of MH to HF two time points were studied, which describe the adaptive and the maladaptive response to cardiac pressure overload. The development of MH was characterized by echocardiography and hemodynamic measurements in vivo. Additionally microarrays, molecular and biochemical analyses were performed in left ventricles. We identified sex differences in the development of MH induced by chronic pressure overload. ERbeta modulated the cardiac function and the molecular response in hypertrophy associated processes like cardiac metabolism, fibrosis and apoptosis in female and male animals. ERbeta contribute to the maintenance of energy homeostasis in female mice and limits the development of maladaptive cardiac hypertrophy, fibrosis and apoptosis in female and in male mice and slows the progression to heart failure consequently down.