title: Identification of affected pro-atherogenic gene targets in Prog-Tg mice and endothelial cells
Creators: name: Sedlmayer, Franziska
Publisher: name: :none
Year: 2017

description: Das Hutchinson Gilford Progerie Syndrom (HGPS) ist eine seltene, degenerative Krankheit. Sie wird durch eine Einzelpunktmutation im LMNA Gen verursacht, das für die Kernproteine Lamin A und C kodiert. Die Krankheit wird durch inkorrektes Spleißen des LMNA Transkripts und der folglich verkürzten Bildung von Prelamin A ausgelöst. Dieses kann nicht richtig weiterverarbeitet werden, woraus eine fehlerhafte Lamin A Variante namens Progerin entsteht. Anders als das Wildtyp-Lamin A besitzt Progerin eine Farnesyl- und Carboxymethyl-Gruppe am C-Terminus und ist dadurch an die nukleare Membran gebunden. Patienten die an HGPS leiden zeigen viele Zeichen des vorzeitigen Alterns, wie zum Beispiel Wachstumshemmung, Haarausfall, Osteoporose und Schwund an subkutanen Fett. Außerdem leiden sie vorzeitig an kardiovaskulären Krankheiten und Atherosklerose, die zum frühen Tod vor einem Alter von 20 Jahren führen. Das Ziel dieser Arbeit war die Erforschung eines Progerin-exprimierenden vaskulären Endothels und dessen Beteiligung am Entstehen von kardiovaskulären Krankheiten. Auch während des normalen Alterungsprozesses gilt gestörtes Endothelgewebe als ein wesentlicher Risikofaktor für die Entstehung von Atherosklerose. Wir haben ein neues transgenes Mausmodel entwickelt, das Progerin ausschließlich im vaskulären Endothelgewebe exprimiert. Mithilfe von RT-PCR, histologischen Untersuchungen und Immunofloureszenz-Mikroskopie wurde kardiovaskuläres Gewebe wie Herz, Aorta, Lunge und isolierte primäre Endothelzellen untersucht. Wir fanden verschiedene kardiovaskuläre Beeinträchtigungen wie Herzhypertrophie und ein erhöhtes Verhältnis von Herz- zu Köpergewicht, eine erhöhte Expression von extrazellulären Matrixkomponenten (Kollagen, smooth muscle actin) und Fibrose. Außerdem fanden wir eine Aktivierung von pro-atherogenen Signalen wie erhöhte Expression von Endothelin und eine Verringerung von eNOS (endothelial nitric oxide synthase). In der Kernperipherie fanden wir eine erhöhte Ansammlung des mechanosensitiven MRTF-A (myocardin-related transcription factor A). Daraus folgerten wir, dass das athero-protektive Verhalten von MRTF-A in transgenen Mäusen gestört wird. Zudem wurden all diese Symptome nur in Progerin-transgenen Mäusen gezeigt, nicht aber in Kontrollmäusen die wt LaminA exprimieren oder Wildtypgeschwistern. Zusammenfassend zeigt unsere Arbeit, dass kardiovaskuläre Krankheiten die in HGPS Patienten auftreten zumindest teilweise durch gestörtes Endothelgewebe, hervorgerufen durch die Bildung von Progerin, verursacht werden.
description: Hutchinson Gilford Progeria syndrome (HGPS) is a rare degenerative disease caused by a single point mutation in LMNA gene, encoding nuclear proteins lamin A and C. The disease-causing mutation induces mis-splicing of the LMNA transcript and results in the generation of a truncated prelamin A variant that cannot be correctly processed. Unlike wild-type lamin A, the disease variant called progerin, is stably farnesylated and carboxymethylated at the C-terminus and tightly bound to the nuclear membrane. HGPS patients show many signs of premature aging, including growth retardations, alopecia, osteoporosis, and loss of subcutaneous fact and develop cardiovascular disease and atherosclerosis leading to death before the age of 20 years. The goal of this study was to investigate the contribution of the vascular endothelium to cardiovascular disease in progeria patients, because an impaired endothelial function is known as a major risk factor for atherosclerosis development during normal aging. We developed a new transgenic mouse model, expressing progerin selectively in the vascular endothelium. Using quantitative RT-PCR, histology and immunofluorescence microscopy of cardiovascular tissue, including heart, aorta and lung as well as in isolated primary endothelial cells we found cardiovascular impairments like cardiac hypertrophy with increased heart to body weight ratios, increased expression of various extracellular matrix components (collagen, smooth muscle actin) and fibrosis and activation of pro-atherogenic signaling, such as an increase in endothelin expression and a reduction in endothelial nitric oxide synthase (eNOS) levels. Mechanosensitive myocardin-related transcription factor A (MRTF-A) accumulated at the nuclear periphery, suggesting that MRTF-A-mediated athero-protective signalling was affected in endothelium-specific progerin mice. Importantly all these effects are specific for progerin expression in the endothelium, as control mice expressing wild-type lamin Ain the endothelium or wild type littermates did not show this phenotype. Overall, our study showed for the first time that cardiovascular abnormalities in HGPS can at least in part be rooted in an impaired endothelium mediated by the expression of progerin.