Generierung unc Charakterisierung von DDAH1 und DDAH2 Knockout Mäusen zur Untersuchung der pathophysiologischen Bedeutung des endogenen NOS-Inhibitors ADMA
Final Report Abstract
Beim Abbau von Proteinen entsteht im Körper asymmetrisches Dimethylarginine (ADMA), das argininabhängige Signalwege und Transportmechanismen hemmen kann. In klinischen Studien ist eine erhöhte ADMA-Plasmakonzentration ein unabhängiger Risikomarker für die Gesamtsterblichkeit. Für den Abbau von ADMA wird bei Menschen und Mäusen im wesentlichen das Enzym Dimethylarginin-Dimethylaminohydrolase (DDAH) verantwortlich gemacht, von dem zwei Isoformen DDAH1 und DDAH2 bekannt sind. Zielsetzung des Projektes war es die (patho)physiologische Bedeutung des Abbaus von ADMA durch DDAHs für Stickstoffmonoxid- (NO-) abhängige Regulationsmechanismen des Herzkreislaufsystems zu untersuchen. Hierzu sollten "Knock-out" Mäuse mit isoformspezifischer DDAH-Defizienz generiert und untersucht werden. Nachdem zu Beginn des Projektes eine Englische Arbeitsgruppe erste Daten zu DDAH1-defizienten Mäusen veröffentlichte, nach denen ein kompletter (homozygoter) "Knock-out" letal ist, und heterozygote Tiere tatsächlich Störungen der NO-Regulation zeigen, haben wir den Projektfokus auf die bis dato noch nicht untersuchte DDAH2-Defizienz gelegt. Die von uns untersuchten Mäuse mit kompletter der Deletion des DDAH2-Gens sind lebensund zeugungsfähig, und unterschieden sich äußerlich nicht von ihren Wildtyp-Geschwistern. Homozygot DDAH2-defiziente Mäuse haben eine um ca. 28% erhöhte Plasma-ADMA Konzentration, was prinzipiell für eine biologisch relevante Beteiligung der DDAH2 am Metabolismus von ADMA spricht. Bei ex vivo Untersuchungen von Aortenringen im Organbad fanden wir bisher aber keine Hinweise für eine funktionell relevante Störung der NO-vermittelten Endothelfunktion, was am ehesten durch eine (zumindest partielle) Kompensation durch die in vielen Geweben parallel zur DDDAH2 vorkommende DDAH1 gedeutet werden kann. Ein weiteres Ergebnis von allgemein nutzbarer Relevanz ist der in diesem Projekt etablierte und validierte Assay zur Untersuchung des ADMA-Metabolismus, da sich nun erstmals mit einem nicht-radioaktiven Verfahren Bildung und Abbau von ADMA in Geweben und Zellen parallel bestimmen lassen. Dies sollte insbesondere die Untersuchung der Wirkung von Medikamenten auf die DDAH-Aktivität in Geweben erleichtern. Es besteht das langfristige Ziel, den insbesondere bei kardiovaskulären Erkrankungen aber auch bei Sepsis wichtigen NO-Signalweg über eine Modulation der Plasma ADMA- Konzentration zu beeinflussen. DDAH2-defiziente Mäuse mit moderat erhöhter Plasma ADMA-Konzentration werden hier ein wertvolles Modell bilden.
Publications
- J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. A stable-isotope based technique for the determination of dimethylarginine dimethylaminohydrolase (DDAH) activity in mouse tissue. 2007; 851(1- 2):220-8
Maas R, Tan-Andreesen J, Schwedhelm E, Schulze F, Böger RH
- ADMA and the role of the genes: lessons from genetically modified animals and human gene polymorphisms. Pharmacol Res. 2009; 60(6):475-80
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