GesamtdissertationDie arrhythmogene rechtsventrikuläre Kardiomyopathie (ARVC) ist gekennzeichnet
durch einen progressiven Ersatz der rechtsventrikulären Kardiomyozyten durch
Fett- und Bindegewebe. Diese pathologischen Veränderungen können zu
ventrikulären Tachyarrhythmien und zum plötzlichen Herztod führen. Wir konnten
im humanen Plakophilin-2 Gen (PKP2) bei 120 nicht verwandten ARVC Patienten 32
heterozygote Mutationen identifizierten. Plakophilin-2 ist ein essenzieller
Bestandteil des Desmosoms. Die kardialen Desmosomen gewährleisten die
mechanische Stabilität des Herzmuskels und übertragen die Kraft des
kontraktilen Apparates. Zusätzlich können sie an der Signaltransduktion der
Kardiomyozyten teilnehmen. Die Mehrzahl der identifizierten Mutationen führen
zur Insertion von verfrühten Stopp-Kodons. Kardiale Expressionsanalysen von
Herzbiopsien zeigen sowohl das Fehlen eines trunkierten Proteins als auch eine
deutliche Reduktion des PKP2-Wildtypproteins. Weiterhin konnten wir eine
Mutation in Intron 5 (c.631-2AG) im Gen des desmosomalen Cadherin Desmocollin
2 (DSC2) identifizieren, welche zu einer kryptischen Spleiß-Akzeptorstelle und
zu einem verfrühten Stopp-Kodon führt. Quantitative Analysen ergaben, dass die
kardiale DSC2-Expression deutlich verringert ist, bei gleichzeitigem Fehlen
des mutierten Transkriptes. Der Morpholino-Knockdown des DSC2-Orthologs im
Zebrafisch führt zur Reduzierung der desmosomalen Plaque-Fläche, zum Verlust
der extrazellulär gelegenen elektronendichten desmosomalen Mittellinie und ist
mit kardialen Kontraktilitätsstörungen assoziiert. Die Knockdown-Experimente
belegen die Notwendigkeit von DSC2 für die normale Herzentwicklung und
Funktion. Des Weiteren gelang es uns, einen neuen Lokus für die dilatative
Kardiomyopathie (DCM) mit diffuser myokardialer Fibrose und plötzlichem
Herztod auf Chromosom 10q25-q26 nachzuweisen. Die Identifizierung des
verantwortlichen Krankheitsgens in diesem Intervall könnte wichtige Hinweise
geben auf die zu Grunde liegenden Pathomechanismen von DCM und plötzlichem
Herztod.Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy (ARVC) is characterized by the
replacement of right ventricular myocytes with fatty or fibrofatty tissue.
These pathologic changes lead to a clinical disorder with ventricular
tachyarrhythmias and sudden death. We have identified 32 heterozygous
mutations in the plakophilin-2 gene (PKP2) from 120 unrelated ARVC patients.
Plakophilin-2 is an essential arm repeat protein of the desmosome. Cardiac
desmosomes provide mechanical stability, transmit contractile force between
and participate in signal transduction in myocytes. The majority of PKP2
mutations introduce premature stop codons. Cardiac expression analysis
revealed absence of the truncated, and reduction of the normal plakophilin-2
protein in a patient with a PKP2 deletion mutation. We additionally identified
a heterozygous splice acceptor site mutation in intron 5 (c.631-2Aï ®G) of the
human desmocollin 2 (DSC2) gene, which led to use of a cryptic splice acceptor
site and the creation of a downstream premature termination codon.
Quantitative analysis of cardiac DSC2 expression in patient specimens revealed
a marked reduction in the abundance of the mutant transcript. Morpholino
knockdown in zebrafish embryos revealed the requirement for dsc2 in the
establishment of the normal myocardial structure and function with reduced
desmosomal plaque area, loss of the desmosome extracellular electron-dense
midlines and associated myocardial contractility defects. These data identify
DSC2 mutations as a cause for ARVC in humans, and demonstrate that physiologic
levels of DSC2 are crucial for normal cardiac desmosome formation, early
cardiac morphogenesis and cardiac function. In another study we were able to
map a novel locus for cardiomyopathy, diffuse myocardial fibrosis, and sudden
death to chromosome 10q25-q26. The identification of the causative gene in
this interval will be an important step in understanding the fundamental
mechanisms of heart failure and sudden death
