Mięśniowe białko LIM (MLP) można znaleźć na dysku Z sarkomerów, gdzie jest przypuszcza się, że bierze udział w wyczuwaniu rozciągania mięśni. Utrata MLP u myszy skutkuje kardiomiopatią rozstrzeniową, a mutacje w ludzkim MLP prowadzą do przerostu mięśnia sercowego. przerostu mięśnia sercowego, co wskazuje na kluczową rolę MLP w utrzymaniu prawidłowej funkcji serca. funkcji serca. Utrata MLP u Drosophila (mlp84B) również prowadzi do dysfunkcji mięśni, zapewniając modelowy system do badania mechanizmu działania MLP. Muchy pozbawione Mlp84B które przeżyją do dorosłości, nie są w stanie latać ani bić skrzydłami. Transgeniczna ekspresja genu mlp84B w tle Mlp84B-null ratuje zdolność lotu i przywraca zdolność bicia skrzydeł. Analiza mechaniczna włókien mięśniowych włókien mięśniowych wykazała 30% spadek produkcji mocy oscylacyjnej i niewielki wzrost częstotliwości, przy której generowana jest maksymalna moc dla włókien pozbawionych Mlp84B w porównaniu z włóknami uratowanymi. Włókna mięśniowe pozbawione Mlp84B wykazywały 25% spadek sztywności biernej, czynnej i sztywności w porównaniu z włóknami uratowanymi, ale nie zaobserwowano znaczącego spadku generowanego napięcia izometrycznego. Mięśnie ultrastruktura włókien mięśniowych Mlp84B-null jest zasadniczo normalna; jednak włókna null włókna mają niewielki spadek, 11%, liczby grubych włókien na jednostkę obszar przekroju poprzecznego. Nasze dane wskazują, że MLP przyczynia się do sztywności mięśni i jest niezbędny do wykonywania maksymalnej pracy i generowania mocy. --- Kardiomiopatia rozstrzeniowa (DCM) jest główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności. Zidentyfikowano dwa geny geny zostały zidentyfikowane dla form sprzężonych z chromosomem X (dystrofina i tafazyna), podczas gdy mutacje w wielu genach powodują autosomalną dominującą DCM. Mięśniowe białko LIM (MLP) jest członkiem rodziny białek bogatych w cysteinę (CRP) i zostało zaangażowany zarówno w miogenezę, jak i montaż sarkomerów. W tej ostatniej roli wiąże zyksynę i alfa-aktyninę, z których oba są zaangażowane w organizację aktyny. Opisano myszy z niedoborem MLP; u myszy tych rozwija się kardiomiopatia rozstrzeniowa i niewydolność serca. kardiomiopatię rozstrzeniową i niewydolność serca. W oparciu o te dane i niedawne opisy opisy mutacji MLP u pacjentów z DCM lub kardiomiopatią przerostową. kardiomiopatią, przebadaliśmy pacjentów pod kątem mutacji w genach MLP i alfa-aktyniny-2. Zidentyfikowaliśmy pacjenta z DCM i EFE, posiadającego mutację mutację w MLP z resztami lizyny 69 zastąpionymi przez argininę (K69R). To w wysoce konserwatywnym regionie sąsiadującym z pierwszą domeną LIM zaangażowaną w wiązanie alfa-aktyniny. wiązanie alfa-aktyniny. Analiza w systemach hodowli komórkowej wykazała, że mutacja mutacja znosi interakcję między MLP i alfa-aktyniną-2, a lokalizacja komórkowa lokalizacja komórkowa MLP została zmieniona. U innej osoby z DCM zidentyfikowano mutację W4R zidentyfikowano mutację W4R. Jednak mutacja ta nie segregowała z chorobą w tej rodzinie. w tej rodzinie. U innego pacjenta z DCM zidentyfikowano mutację Q9R w alfa-aktyninie-2. alfa-aktyninie-2. Mutacja ta również zakłócała interakcję z MLP i i wydaje się hamować funkcję alfa-aktyniny w hodowanych komórkach, w odniesieniu do jądrowej lokalizacji aktyny i inicjacji różnicowania komórkowego. --- CELE: Mięśniowe myszy bez białka LIM (MLP) są często wykorzystywane jako model ludzkiej kardiomiopatii rozstrzeniowej. Jak dotąd niewiele wiadomo na temat przebiegu czasowego i i patomechanizmach prowadzących do rozwoju fenotypu u dorosłych. METODY I WYNIKI: Systematycznie analizowaliśmy fenotyp kurczliwości, reaktywność miofilamentów wapniowych (Ca(2)(+)), bierną mechanikę mięśnia sercowego, histologię i ekspresję mRNA u myszy w wieku 4 i 12 tygodni. U 4-tygodniowych nie było istotnej różnicy w zależności siła-częstotliwość (FFR) i katecholizmie. (FFR) i odpowiedzi katecholaminowej nienaruszonych izolowanych mięśni brodawkowatych między mięśnia sercowego typu dzikiego (WT) i MLP null. U 12-tygodniowych zwierząt mięsień sercowy WT wykazywało znacząco dodatni FFR, podczas gdy myszy MLP null były znacząco ujemny, a odpowiedź inotropowa na katecholaminy była znacznie zmniejszona u myszy MLP null. Ten przebieg czasowy spadku kurczliwości został potwierdzony in vivo za pomocą echokardiografii. Podczas gdy w 4 tygodniu życia myszy MLP null i myszy WT wykazywały podobne poziomy SERCA2a (ATPazy Ca(2+) retikulum sarkoplazmatycznego), ekspresja była znacznie niższa u 12-tygodniowych myszy. znacznie niższa u 12-tygodniowych myszy MLP null w porównaniu z miotami kontrolnymi. Brak MLP nie miał wpływu na reaktywność miofilamentów Ca(2)(+). MLP, niezależnie od wieku. Podczas gdy u 4-tygodniowych zwierząt mięsień sercowy MLP null wykazywało tendencję do zwiększonej podatności w porównaniu z WT, mięsień sercowy 12-tygodniowych myszy MLP null było znacznie mniej podatne niż mięsień sercowy WT. Równolegle do spadku podatności nastąpił wzrost zwłóknienia u zwierząt bez MLP. MLP null. WNIOSEK: Nasze dane sugerują, że niedobór MLP nie wpływa przede wszystkim na kurczliwość mięśnia sercowego. kurczliwość mięśnia sercowego. Brak MLP prowadzi do zależnego od wieku upośledzenia sprzężenia sprzężenie pobudzenie-skurcz z wynikającą z tego dysfunkcją skurczową i wtórnym zwłóknieniem. wtórnym zwłóknieniem. --- Białko LIM 1 mięśni szkieletowych (SLIM1) ulega wysokiej ekspresji w mięśniach szkieletowych i mięśnia sercowego, a jego ekspresja jest znacznie obniżona w kardiomiopatii rozstrzeniowej. ludzkiej kardiomiopatii. Jednak funkcja SLIM1 jest nieznana. W tym badaniu, zbadaliśmy wewnątrzkomórkową lokalizację SLIM1. Endogenne i rekombinowany SLIM1 zlokalizowany w jądrze, włóknach naprężeniowych i ogniskowych zrostach w mioblastach szkieletowych umieszczonych na fibronektynie, kolagenie lub lamininie. Jednakże, po zahamowaniu sygnalizacji integrynowej przez umieszczenie na poli-l-lizynie lub przez rozpuszczalny peptyd RGD, SLIM1 zlokalizowany dyfuzyjnie w cytozolu, ze zmniejszoną ekspresją jądrową. ekspresją jądrową. Zakłócenie cytoszkieletu aktynowego przez cytochalazynę D nie nie hamowało jądrowej lokalizacji SLIM1 w komórkach aktywowanych integryną. Zielone SLIM1 znakowany zielonym białkiem fluorescencyjnym przemieszcza się w jądrze nietransfekowanych komórek NIH 3T3 w teście fuzji heterokarionów. Nadekspresja SLIM1 w mioblastach Sol8 hamowała adhezję komórek i sprzyjała ich rozprzestrzenianiu się i migracji. Badania te pokazują, że SLIM1 lokalizuje się w sposób zależny od integryny do jądra i zrostów ogniskowych, gdzie działa w następstwie aktywacji integryny promując rozprzestrzenianie się i migrację komórek. --- Mięśniowe białko LIM (MLP) zostało zaproponowane jako główny gracz w patogenezie patogenezie chorób mięśnia sercowego. Zgodnie z tym poglądem, homozygotyczna utrata MLP MLP powoduje przerost mięśnia sercowego i kardiomiopatię rozstrzeniową. Ponadto, MLP jest indukowany w kilku modelach przerostu mięśnia sercowego, takich jak opaska aorty i zawał mięśnia sercowego. Postawiliśmy zatem hipotezę, że nadekspresja MLP może zmieniać odpowiedź przerostową na stres sercowy. Aby odpowiedzieć na pytanie pytanie, czy MLP moduluje przerost mięśnia sercowego in vivo, wygenerowaliśmy nowy transgeniczny model myszy transgeniczny model myszy z nadekspresją MLP specyficzną dla serca. Trzy linie transgeniczne nie wykazywały patologicznego fenotypu w warunkach wyjściowych. w warunkach wyjściowych. W szczególności, funkcja skurczowa i stosunek masy serca do masy ciała w różnym wieku w różnym wieku były prawidłowe. Następnie zwierzęta transgeniczne zostały z przeciążeniem ciśnieniowym spowodowanym zwężeniem aorty. Co zaskakujące, transgeniczne myszy rozwinęły przerost serca w takim samym stopniu jak ich w takim samym stopniu, jak u ich miotów typu dzikiego. Co więcej, ani dysfunkcja skurczowa, ani patologiczna ekspresja genów w odpowiedzi na przeciążenie ciśnieniowe były różny wpływ nadekspresja MLP. Wreszcie, w łagodniejszym modelu in vivo modelu przerostu indukowanego przewlekłym wlewem angiotensyny II, masa serca i ekspresja genów przerostowych były ponownie identyczne u myszy transgenicznych MLP i kontrolnych. kontrolnych. Podsumowując, dostarczamy dowodów na to, że sercowa nadekspresja MLP nie moduluje odpowiedzi serca na różne formy stresu patologicznego. --- Wcześniejsze prace wykazały, że mutacje w mięśniowym białku LIM (MLP) mogą powodować kardiomiopatię przerostową (HCM). kardiomiopatię przerostową (HCM). Aby uzyskać wgląd w molekularne podstawy fenotypu molekularne podstawy fenotypu choroby, przeanalizowaliśmy charakterystykę wiązania MLP i mutanta MLP (C58G), który powoduje kardiomiopatię przerostową. kardiomiopatię przerostową. Wykazaliśmy, że MLP może tworzyć trójskładnikowy kompleks z dwoma z wcześniej udokumentowanych białek ligandów miofibrylarnych, N-RAP i alfa-aktyniną, co wskazuje na obecność odrębnych, nienakładających się miejsc wiązania. miejsca. Nasze dane pokazują również, że w porównaniu do MLP typu dzikiego, zdolność zmutowanego białka MLP do wiązania zarówno N-RAP, jak i alfa-aktyniny jest znacząco znacznie zmniejszona. Ponadto, ta pojedyncza mutacja punktowa zapobiega koordynacji cynku cynku i prawidłowego fałdowania drugiego palca cynkowego w pierwszej domenie LIM, co w konsekwencji czyni białko mniej stabilnym i bardziej podatnym na proteolizę. proteolizę. Molekularną podstawą mutacji powodujących HCM w genie MLP może być zatem być zatem zmiana równowagi oddziaływań trójskładnikowego kompleksu MLP-N-RAP-RAP. kompleksu MLP-N-RAP-alfa-aktynina. To założenie jest wspierane przez wcześniejsze obserwacja, że w sytuacji patologicznej, której towarzyszy obniżenie MLP kardiomiocyty starają się zrekompensować zmniejszoną stabilność białka MLP poprzez zwiększenie ekspresji jego ligandu N-RAP, co może ostatecznie skutkować rozwojem rozpadu miocytów, który jest charakterystyczny dla tej choroby. choroby. --- TŁO: Mięśniowe białko LIM (MLP) jest niezbędnym jądrowym regulatorem różnicowania miogenicznego. Dodatkowo może działać jako integrator białek cytoszkieletu opartego na aktynie. Myszy pozbawione MLP rozwijają wyraźną reakcję przerostu reakcja przerostu serca i kardiomiopatia rozstrzeniowa (DCM). MLP jest zatem genem kandydującym dla dziedzicznych form kardiomiopatii przerostowej (HCM) i DCM u ludzi. METODY I WYNIKI: Przeanalizowaliśmy 1100 niespokrewnionych osób (400 pacjentów z DCM, 200 pacjentów z HCM i 500 osób z grupy kontrolnej) pod kątem mutacji w ludzkim genie CRP3 który koduje MLP. Znaleźliśmy 3 różne mutacje missense u 3 niespokrewnionych u 3 niespokrewnionych pacjentów z rodzinną HCM, ale nie wykryliśmy mutacji w grupie DCM ani w grupie kontrolnej. kontrolnych. Wszystkie mutacje przewidywały wymianę aminokwasów w wysoce konserwatywnych resztach w funkcjonalnie ważnej domenie LIM1, która jest odpowiedzialna za interakcję z alfa-aktyniną. interakcję z alfa-aktyniną i niektórymi specyficznymi dla mięśni czynnikami transkrypcyjnymi. mięśniowymi czynnikami transkrypcyjnymi. Badania wiązania białek wskazują, że mutacje w genie CRP3 prowadzą do do zmniejszonej aktywności wiązania MLP z alfa-aktyniną. Wszyscy 3 pacjenci z indeksem charakteryzowali się typowym asymetrycznym przerostem przegrody międzykomorowej. Badania rodzinne wykazały współwystępowanie klinicznie chorych osób z odpowiednimi mutacjami mutacjami w MLP. WNIOSEK: Przedstawiamy dowody na to, że mutacje w genie CRP3/MLP mogą powodować powodować HCM. --- CEL: Wady w strukturze i funkcji mitochondriów mięśnia sercowego były związane z niewydolnością serca u ludzi i w modelach zwierzęcych. Myszy pozbawione białka białka LIM (MLP) rozwijają morfologiczne i kliniczne objawy przypominające ludzką kardiomiopatię rozstrzeniową i niewydolność serca. Przetestowaliśmy hipotezę, że w cytoszkielecie prowadzą do kardiomiopatii rozstrzeniowej poprzez dysfunkcję mitochondriów u myszy MLP. dysfunkcję mitochondriów w mysim modelu MLP. METODY I WYNIKI: Aktywność fosforylacji oksydacyjnej określono w lewej komorze myszy MLP knockout. komorach myszy z nokautem MLP (KO) i myszy z miotu kontrolnego poprzez pomiar aktywności kompleksów łańcucha transportu elektronów (I-IV) i syntazy ATP (kompleks V). Wszystkie kompleksy i syntaza cytrynianowa (CS) wykazywały zmniejszoną aktywność u myszy KO, chociaż aktywność na ilość CS, miara gęstości mitochondriów, była normalna. gęstość mitochondriów, była normalna. Mikroskopia świetlna i elektronowa ujawniła dezorganizację mitochondriów i dramatyczny spadek gęstości mitochondriów, ujawniając nawet obszary całkowicie pozbawione mitochondriów. regiony całkowicie pozbawione mitochondriów w sercach KO. Analiza PCR w czasie rzeczywistym wykazała obniżone poziomy transkrypcji mtDNA i genów mitochondrialnych kodowanych jądrowo genów oraz koaktywatora receptora gamma aktywowanego przez proliferatory peroksysomów 1alfa (PGC-1alfa), kluczowego regulatora biogenezy mitochondriów. Liczba kopii mtDNA (stosunek mtDNA do jądrowego DNA) była nieznacznie zwiększona u myszy MLP KO. WNIOSEK: Nasze wyniki pokazują, że brak MLP powoduje lokalną utratę mitochondriów. mitochondriów. Stawiamy hipotezę, że jest to spowodowane zaburzoną interakcją między cytoszkieletem a mitochondriami, co zakłóca wykrywanie energii i transfer energii. transfer energii. Odzyskiwanie wyczerpanej energii poprzez stymulację biogenezy mitochondriów biogenezy może być użyteczną strategią terapeutyczną dla poprawy energii w niewydolności serca. --- Kardiomiopatia przerostowa (HCM) jest częstą genetyczną chorobą serca i najczęstszą przyczyną nagłej śmierci sercowej u młodych osób. najczęstszą przyczyną nagłej śmierci sercowej u młodych osób. Większość obecnie znanych genów choroby HCM koduje białka sarkomerowe. Poprzednie badania wykazały związek między mutacjami missense CSRP3 a kardiomiopatią rozstrzeniową (DCM). kardiomiopatią rozstrzeniową (DCM) lub HCM, ale wszystkie te badania nie były w stanie dostarczyć kompleksowych dowodów genetycznych na przyczynową rolę mutacji CSRP3. Wykorzystaliśmy i zidentyfikowaliśmy mutację missense CSRP3 w dużej niemieckiej rodzinie dotkniętej HCM. rodzinie dotkniętej HCM. Potwierdziliśmy, że CSRP3 jest genem choroby HCM. Ponadto, mutacje CSRP3 missense segregujące z HCM zostały zidentyfikowane w czterech innych rodzinach. rodzinach. Użyliśmy nowo zaprojektowanego przeciwciała monoklonalnego, aby wykazać, że mięśniowe białko LIM (MLP), białko kodowane przez CSRP3, jest głównie składnikiem cytozolowym kardiomiocytów i nie jest ściśle zakotwiczone w strukturach sarkomeru. Nasze funkcjonalne z analiz in vitro i in vivo sugerują, że co najmniej jedna ze zmutowanych form MLP wydaje się być zdestabilizowana w sercu pacjentów z HCM z mutacją missense CSRP3. Przedstawiamy również dowody na łagodną chorobę mięśni szkieletowych mięśni szkieletowych u osób dotkniętych chorobą. Nasze wyniki potwierdzają pogląd, że HCM nie jest wyłącznie chorobą sarkomerów, a także sugerują, że upośledzona sygnalizacja stresu mogą być zaangażowane w patogenezę HCM. --- Białko limfy mięśniowej (MLP) stało się krytycznym regulatorem fizjologii mięśni prążkowanych. fizjologii i patofizjologii mięśni prążkowanych. Mutacje w białku bogatym w cysteinę i glicynę 3 (CSRP3), genie kodującym MLP, są bezpośrednio związane z kardiomiopatiami u ludzi. kardiomiopatiami, podczas gdy nieprawidłowe wzorce ekspresji są zgłaszane w ludzkich w chorobach serca i mięśni szkieletowych. Coraz więcej dowodów sugeruje, że MLP odgrywa ważną rolę zarówno w różnicowaniu miogennym, jak i cytoarchitekturze miocytów, chociaż pełne spektrum jego wewnątrzkomórkowych ról nie zostało określone. Donosimy o odkryciu alternatywnego wariantu splicingowego MLP, oznaczonego jako MLP-b, wykazującego odmienną ekspresję w chorobach nerwowo-mięśniowych i bezpośrednią rolę w dynamice aktyny i różnicowaniu mięśni. dynamice aktyny i różnicowaniu mięśni. Ta nowa izoforma powstaje w wyniku alternatywnego splicingu eksonów 3 i 4. Na poziomie białka zawiera ona N-końcową pierwszą połowę domeny LIM MLP i unikalną sekwencję 22 aminokwasów. Fizjologicznie ulega ekspresji podczas wczesnego różnicowania, podczas gdy jej nadekspresja nadekspresja zmniejsza różnicowanie C2C12 i tworzenie miotub. Może to być poprzez hamowanie dynamiki F-aktyny, w której pośredniczy MLP/kofilina-2. W zróżnicowanych mięśniach poprzecznie prążkowanych, MLP-b lokalizuje się w sarkomerach i wiąże się bezpośrednio z bezpośrednio ze składnikami tarczy Z, w tym α-aktyniną, T-cap i MLP. Wyniki niniejszego badania ujawniają nowego gracza w fizjologii i patofizjologii mięśni. patofizjologii, który jest zaangażowany w miogenezę jako negatywny regulator miotuby, a także w zróżnicowanych mięśniach prążkowanych jako regulator przyczynia się do integralności sarkomerów.
Czy białko mięśniowe (MLP) jest zaangażowane w kardiomiopatie?
Białko LIM 1 mięśni szkieletowych (SLIM1) wykazuje wysoką ekspresję w mięśniach szkieletowych i mięśniu sercowym, a jego ekspresja ulega znacznemu obniżeniu w kardiomiopatii rozstrzeniowej u ludzi. Utrata MLP u myszy skutkuje kardiomiopatią rozstrzeniową, a mutacje w ludzkim MLP prowadzą do przerostu mięśnia sercowego, co wskazuje na kluczową rolę MLP w utrzymaniu prawidłowej funkcji serca.