title: Molekularbiologisches Screening des CHRM2-Gens bei Patienten mit dilatativer Kardiomyopathie
title: Molecularbiolobical screening of the CHRM2-gen in patients with dilated cardiomyopathy
Creators: name: Straulino, Fabian
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2012
Subjects: Medizin, Gesundheit
Muscarinrezeptor
CHRM2
Dilated cardiomyopathy
Muscarinic acetylcholinreceptor
Kongestive Herzmuskelkrankheit

description: Die dilatative Kardiomyopathie
      (DCM) ist eine ätiologisch heterogene Erkrankung der
      Herzmuskulatur, die durch eine ventrikuläre Dilatation und
      eingeschränkte Pumpfunktion gekennzeichnet ist. Neben
      autoimmunen und infektiösen Faktoren spielen bei der
      Pathogenese der Erkrankung vor allem genetische Veränderungen
      eine Rolle. In den letzten Jahren konnten durch
      molekularbiologische Untersuchungen Mutationen in über 30
      Krankheitsgenen bei Patienten mit DCM identifiziert werden.
      Neben Proteinen des Sarkomers und des Zytoskeletts zählen
      auch Rezeptorproteine und deren Regulatoren hierzu. Das
      CHRM2-Gen ist ein neues mögliches Krankheitsgen der DCM. Es
      befindet sich auf Chromosom 731q-35q und kodiert für den
      muskarinergen Acetylcholinrezeptor Typ 2 (m2AChR). Der m2AChR
      ist der vorherrschende muskarinerge Rezeptor am Herzen und
      vermittelt über sein Gi-Protein eine Reduktion der
      intrazellulären cAMP Konzentration. Dies senkt den
      Calciumeinstrom in die Myokardzelle und hat einen negativ
      inotropen und chronotropen Effekt. In einer Arbeit von Zhang
      et al. konnte bereits bei einer Familie mit familiärer DCM
      eine Missense-Mutation im m2AChR bei allen erkrankten
      Familienmitgliedern nachgewiesen werden. Ziel dieser Arbeit
      war es, weitere Mutationen in der kodierenden Region des
      CHRM2-Gens bei Patienten mit DCM zu identifizieren und einen
      möglichen Einfluss der Mutationen auf den klinischen Verlauf
      der Erkrankung zu untersuchen. Hierfür wurde aus
      Volblutproben von 337 an DCM erkrankten Patienten der
      kodierende Abschnitt des CHRM2-Gens mittels
      Polymeraserkettenreaktion (PCR) und
      single-stranded-conformation-polymorphism Gelelektrophorese
      (SSCP) molekularbiologisch untersucht. In der SSCP auffällige
      Proben wurden sequenziert. Anamnestische Daten der Patienten
      sowie die Ergebnisse klinisch-echokardiographischer
      Untersuchungen bei Einschluss der Patienten und im
      1-Jahresverlauf liegen vor. In der untersuchten
      Patientengruppe konnten zwei neue heterozygote
      Missense-Mutationen sowie ein Polymorphismus identifiziert
      werden. Die Missense-Mutation G885A bewirkt einen
      Aminosäureaustausch von Valin zu Isoleucin an Position 231 im
      Rezeptorprotein. Durch die Mutation G1268C wird Glutamin
      durch Histidin an Position 358 ersetzt. Bei dem Träger dieser
      Mutation liegt eine familiäre Form der DCM vor und ein
      ebenfalls an DCM erkrankter Sohn des Indexpatienten konnte
      als weiterer Träger identifiziert werden. Hinsichtlich der
      echokardiographischen Daten, besonders im 1-Jahresverlauf,
      konnten bei keinem Mutationsträgern Unterschiede zu Patienten
      mit DCM ohne nachgewiesene Mutation gefunden werden. Die
      anschließende Untersuchung einer Kontrollgruppe aus 300
      gesunden Blutspendern der Blutbank Marburg identifizierte
      keine weiteren Träger der Mutationen. Beide Mutationen
      bewirken eine Veränderung der Aminosäuresequenz in der
      dritten intrazellulären Schleife des m2AChR. Dieser Bereich
      ist für die Kopplung des Rezeptors an sein G-Protein und die
      Regulation der Rezeptordichte bzw. der Rezeptorfunktion von
      Bedeutung. Eine Auswirkung der Mutationen auf die
      intrazellulären Signaltransduktion und Calciumhomöostase ist
      denkbar. Insgesamt unterstützen die Ergebnisse dieser Arbeit
      die Rolle des CHRM2-Gens als weiteres Krankheitsgen der DCM.
      Die hier gezeigte Prävalenz von 0,6 % ist mit der Prävalenz
      von anderen etablierten Krankheitsgenen vergleichbar. Zum
      Verständnis der Rolle des CHRM2-Gens in der Pathogenese der
      DCM und um die Auswirkungen der Mutationen auf die Funktion
      des Rezeptorproteins abschließend zu klären, sind
      funktionelle Untersuchungen der mutierten Rezeptoren
      notwendig.
description: Dilated cardiomyopathy (DCM) is a
      heterogeneous heart muscle disease characterized by
      ventricular dilatation and impaired function of the heart.
      Despite autoimmune and infectious factors genetic changes
      play a major role in the pathogenesis of this disease. In the
      last few years mutations in over 30 different genes were
      identified in patients with DCM. Most were found in genes
      coding for proteins of the sarcomere or cytoskeletal proteins
      but mutations in receptors or their regulatory proteins were
      detected as well. The CHRM2-gen is a potential new disease
      gene of DCM. It is localized on chromosome 731q-35q and is
      coding for the muscarinic acetlycholin receptor type 2
      (m2AChR). The m2AChR is the main muscarinic receptor in the
      mammalian heart and mediates a reduction of the intracellular
      cAMP concentration through the Gi-protein. Calcium influx
      into the myocardial cell is reduced resulting in negative
      inotrope and chronotrope effects. In a study of Zhang et al.
      one missense mutation in the CHRM2-gene was found in all
      affected members of a family with familial DCM. The purpose
      of this study was to identify further mutations in the coding
      region of the CHRM2-gene in patients with DCM and to explore
      the influence of these mutations on the clinical course of
      the disease. Therefore we screened the coding region of the
      CHRM2-gen with polymerase chain reaction (PCR) and
      single-stranded-conformation-polymorphism gelelectrophoresis
      (SSCP) in 337 patients with DCM. The DNA of patients with
      conspicuous findings in the SSCP was analyzed by direct
      sequencing. Informations of an echocardiographic examination
      at the time of admission and at an one year follow-up are
      documented. In the investigated group of patients with DCM we
      could identify two new heterozygous missense mutations and
      one polymorphism in the CHRM2-gene. As a result of the
      mutation G885A the aminoacid valin is changed to isoleucin at
      position 231 of the receptor protein. The effect of the
      mutation G1268C is a substitution of glutamin by histidine at
      position 358. The diagnosis of familial DCM was confirmed for
      the carrier of this mutation because the diagnosis of DCM was
      established in one son of the indexpatient. The mutation
      G1268C was found in the DNA of the son as well. A correlation
      between the identified mutations and the results of the
      echocardiographic examination of the carriers, especially at
      the one year follow-up, could not be observed. In a following
      screening of 300 healthy blood donors from the Marburger
      Blutbank no further carriers of the mutations were found. The
      effect of both mutations is an aminoacid change at the third
      intracellular loop of the m2AChR. This area is important for
      the receptor-G-protein-coupling and for the regulation of the
      receptor concentration at the cell surface or rather the
      regulation of the receptor function. An influence on the
      intracellular signal transduction and calcium homeostasis is
      possible. Taken together, the results of this study support
      the role of the CHRM2-gene in the pathogenesis of DCM. A
      prevalence of 0,6 % is comparable with the prevalence of
      established disease genes in DCM. For a complete
      understanding of the role of the CHRM2-gen in the
      pathogenesis of DCM and to clarify the effect of the
      mutations on the function of the m2AChR further functional
      analysis of the mutated receptor is required.