Einfluss maternaler Varianten des Gens der endothelialen NO-Synthase (eNOS) auf die Programmierung von Herz-Kreislauferkrankungen in der F1-Generation
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Fetale Programmierung bedeutet dauerhafte Effekte auf den kardiovaskulären Phänotyp von Nachkommen durch Alterationen während der Schwangerschaftsperiode. In diesem Projekt sollte die Hypothese geprüft werden, dass auch der maternale genetische Hintergrund einen solchen Effekt auf die Nachkommen erzeugen kann, somit also eine Beeinflussung der Nachkommen durch maternale Gene möglich ist, welche nicht vererbt werden. Dies sollte am knockout-Mausmodell für die endotheliale NO- Synthetase (eNOS) gezeigt werden. Hierzu wurde folgendes Kreuzungsschema angewandt: heterozygote eNOS-ko Mäuse (eNOS+/-) wurden mit Wildtyptieren verpaart und lediglich die Wildtypnachkommen in den Versuch eingeschlossen und mit Nachkommen aus reiner Wildtyp-Verpaarungen verglichen. Über die Gesamtzahl der gezüchteten und eingeschlossenen Tiere gibt Tabelle 1 einen Überblick. Alle Tiere wurden ein halbes Jahr bis zur untersucht, dabei fanden repetitive RR-Messungen, Stoffwechselversuche, Nüchternglukosebestimmungen, 1 Glukosetoleranztest, sowie Gewichtsmessungen statt. Anschließend erfolgte die Entnahme von Niere, Nebenniere, Herz, Lunge, Milz, Aorta, Pankreas, Leber zur histologischen, immunhistochemischen und molekularbiologischen Analyse. Die vorläufigen Ergebnisse belegen in der Tat ein niedrigeres Geburtsgewicht von Tieren, deren Mütter heterozygote eNOS-knockout-Gentypen waren. Des Weiteren zeigt die Gewichtsanalyse der kardiovaskulären Endorgane Herz und Niere, dass in dieser Gruppe diese Organe signifikant schwerer waren als in den anderen Versuchsgruppen. Zusammenfassend kann man festhalten, dass die gestellte Arbeitshypothese in einem aufwendigen Tierversuch getestet und bestätigt werden konnte, somit auch ein völlig neues Tiermodell zur fetalen Programmierung etabliert werden konnte. Zur Zeit laufen die biochemischen, histologischen, immunhistochemischen und molekularbiologischen Analysen der Proben/Organe, um die genaue Pathophysiologie zu klären. Ziel ist es, den alterierten Phänotyp des neuen Modells bis in die epigenetischen Mechanismen aufzuklären und zu publizieren. Hierzu werden in der histologischen Evaluation die Glomerulazahl und -größe bestimmt, außerdem Fibrose und Glomerulosklerose, Media/Lumen-Ratio der renalen Arterien. Diese Untersuchungen sind bereits abgeschlossen, zur Zeit läuft die statistische Auswertung. Dasselbe gilt für die Histologie des Herzens, wo Fibrose, Myozytendurchmesser, Media/Lumen-Ratio untersucht wurden. Im weiteren werden immunhistologische Nierenuntersuchungen mit Fragestellung nach Expression von Komponenten des RAS durchgeführt werden. Bei Vorliegen einer signifikanten Organfibrose werden immunhistochemische Untersuchungen für Metalloproteinasen, Kollagentypen, Fibronectin, etc durchgeführt. In der Leber ist die Glukosehomöostase Ziel der biochemischen Untersuchungen, die momentan durchgeführt werden. In der Nebenniere ist die histologische Quantifizierung der einzelnen Zonen gerade abgeschlossen, die statistische Auswertung läuft zur Zeit, des weiteren werden zur Zeit immunhistochemische Färbungen mit Frage nach der Hormonproduktion durchgeführt. Alle auffälligen Befunde der genannten Untersuchungen werden danach einer epigenetischen Analyse zugeführt mit Frage nach differentieller Methylierung der entsprechenden Promotoren (z.B. der Aldosteronsynthetase, des ACE-Gens etc.).
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- British Journal of Pharmacology 2007 Aug;151(7):1025-32
Pontus B. Persson und B. Flemming
- Journal of Physiology 2007 Jun 15;581(Pt 3):1173-81
Pontus B. Persson und B. Flemming
- Canadian Journal of Physiology and Pharmacology 2008 Aug;86(8):541-5
Pontus B. Persson und B. Flemming
- Canadian Journal of Physiology and Pharmacology 2008 Jun;86(6):353-7
Pontus B. Persson und B. Flemming
- European Journal of Medical Research 2009 Feb 18;14(2):55-8
Pontus B. Persson und B. Flemming
