Clin Res Cardiol 100, Suppl 1, April 2011

P643 - Das muskelspezifische Protein ZFYVE7 ist assoziiert mit Autophagie
 
C. Kuhn1, C. Mack1, R. Zeller2, R. Will2, M. Koegl3, S. Wiemann4, H. A. Katus2, N. Frey1
 
1Klinik für Innere Medizin III, Schwerpunkt Kardiologie und Angiologie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Kiel; 2Innere Med. III, Kardiologie, Angiologie u. Pneumologie, Universitätsklinikum Heidelberg, Heidelberg; 3Zentrale Einheit für Genom und Proteom, DKFZ, Heidelberg; 4Molekulare Genomanalyse, DKFZ, Heidelberg;
 
Autophagie ist ein lysosomaler Degradationsmechanismus intrazellulärer Strukturen. Bestandteile des Zytosols, einzelne Proteine bis zu ganzen Organellen, werden hierbei in Vesikel aufgenommen. Diese Vesikel, Autophagosomen, fusionieren mit Lysosomen und bilden Autophagolysosomen, wo der Abbau der Ladung stattfindet. Der komplexe Prozess der Autophagie scheint auch im Herzen von Bedeutung zu sein. Unter kardialer Hypertrophie beispielsweise wird Autophagie induziert. Hemmt man dagegen Autophagie in Kardiomyozyten, so zeigen diese eine klassische Hypertrophie mit Zunahme der Zellgröße und Induktion der natriuretischen Peptide.
Über ein bioinformatisches Screening von EST-Datenbanken für neue herzmuskelspezifische Gene konnten wir kürzlich ZFYVE7 als Kandidatengen identifizieren. In der Northern Hybridisierung ließ sich ein herz- und skelettmuskelspezifisches Expressionsmuster für ZFYVE7 bestätigen. In der Real Time PCR zeigten sich eine 60-fache Induktion von ZFYVE7 im Myokard und 188-fache in der Skelettmuskulatur normalisiert auf das Expressionsniveau im Gehirn.
Um die kardiale Funktion von ZFYVE7 zu untersuchen, führten wir einen „Yeast Two-Hybrid Screen“ durch. Interessanterweise konnten wir unter anderem LC3B als Interaktionspartner identifizieren. Bei LC3 handelt es sich um das Säuger-Homolog zu ATG8, einem essentiellen Protein der Autophagie. Eine mit Phosphatidylethanolamin konjugierte Form von LC3, LC3-II, findet sich exklusiv auf Autophagosomen und verhält sich proportional zu deren Anzahl. LC3-II kann also zur Quantifizierung der Autophagie herangezogen werden.
Durch einen adenoviralen Gentransfer in neonatale, ventrikuläre Rattenkardiomyozyten (NRVCM) von ZFYVE7 (AdZFYVE7) ließ sich ein punktförmiges, perinukleäres Verteilungsmuster für das Protein zeigen. Durch die simultane Infektion mit einem Reporter-Adenovirus, das GFP-LC3 überexprimiert, konnten wir eine Kolokalisation von ZFYVE7 und LC3 nachweisen. Im Western Blot führte die Infektion mit einem für ZFYVE7 kodierenden Adenovirus (AdZFYVE7) zu einer 3,6-fachen Induktion von LC3-II (p<0,05, n=6) verglichen mit Kontrollzellen, die β-Galaktosidase (AdLacZ) überexprimierten. Entzogen wir den NRVCM Glucose über 24 h, so kam es nach AdLacZ-Infektion ebenfalls zu einer gesteigerten Anzahl von Autophagosomen, gemessen anhand des LC3-II-Niveaus (3,7-fach). Durch die Überexpression von ZFYVE7 unter Glucoseentzug ließ sich die LC3-II-Expression noch weiter steigern (10,3-fach).
Zusammenfassend konnten wir ZFYVE7 als muskelspezifisches Gen identifizieren, das in die Modulation des zellulären Prozesses der Autophagie eingebunden ist. Gegenstand zukünftiger Forschung wird die Analyse der kardialen Funktion von ZFYVE7 im Rahmen der Autophagie sein.
 
Clin Res Cardiol 100, Suppl 1, April 2011
Zitierung mit Vortrags- oder Posternummer s.o.
DOI 10.1007/s00392-011-1100-y

http://www.abstractserver.de/dgk2011/ft/abstracts/P643.htm