FOR 1054: Sex-specific mechanisms in myocardial hypertrophy
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Herzinsuffizienz (HF) ist eines der häufigsten kardiovaskulären Syndrome in der westlichen Welt und physiologische oder pathologische Wachstumsprozesse im Herzen, d.h. Myokardhypertrophie (MH), gehört zu ihren häufigsten Vorläufern. Frauen haben HF häufiger einen besseren Verlauf und eine geringere Mortalität als Männer, und die Pathomechanismen unterscheiden sich zum Teil. Das übergeordnete Ziel der Forschergruppe (FOR) war es, das Verständnis von Geschlechterunterschieden bei HF und MH auf molekularer und zellulärer Ebene zu verbessern. In der ersten Förderperiode haben wir gezeigt, dass männliche und weibliche Tiere unterschiedliche Formen der MH unter physiologischem und pathologischem Stress entwickeln und dass sie unterschiedliche intrazelluläre Wege aktivieren, um adaptive oder maladaptive MH zu entwickeln. Wir identifizierten einige schützende Stoffwechselwege, die vor allem bei weiblichen Tieren und Frauen aktiviert werden, einige von ihnen unter dem Einfluss von Östrogen. Wir konnten zeigen, dass diese Wege die mitochondriale Funktion, den myokardialen und peripheren Ener- giestoffwechsel und Fibroseentwicklung unter Stress günstig beeinflussen. In der zweiten Phase wollten wir die identifizierten schützenden und maladaptiven Pathways mechanistisch analysieren. Dabei ging es uns vor allem um die Auswirkungen von Sex, dem biologisch kodierten Geschlecht, das durch Gene und Sexualhormone bestimmt wird, nicht um das soziokulturell codierte Geschlecht, Gender. Wir fanden, dass geschlechtsspezifische Genexpression und Sexualhormone die zelluläre Physiologie modulieren, epigenetische Modifikationen vermitteln und das Proteom modifizieren. WeiblicheTiere halten bei MH und HF mitochondriale Funktion und Energiestoffwechsel besser aufrecht als männliche und bilden u.a. unterschiedliche Eicosanoidmetabolite mit pro-/antiarrhythmodenen Eigenschaften. Sign. Unterschiede finden sich auch in der ß-Catenin und mTOR vermittelten Signaltransduktion. Wir fanden protektive Mechanismen vor allem bei weiblichen und maladaptive Mechanismen vor allem beim männlichen Geschlecht. Auch die Translation in die Therapie gelang: Ausgehend von den identifizierten kardioprotektiven Lipidmediatoren des Epoxygenase-Wegs, haben die Antragsteller eine start-up Firma gegründet, die sich zurzeit mit der Entwicklung von Epoxyeicosanoid-Analoga zur Behandlung von Herzrhythmus-Störungen beschäftigt. Der bedeutendste wissenschaftliche Zugewinn durch den Verbund war die erfolgreiche gemeinsame Antragstellung von MDC, Charite und DHZB im 2011 neu ggründeten Deutschen Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK). In der FOR wurden 40 Promotionen und 3 Habilitationen gefördert und 3 Miglieder wurden auf eine Professur berufen. Schliesslich wurde das Thema der FOR auch Gegenstand studentischer Lehre an der Charité.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Heart protein expression related to age and sex in mice and humans. Int J Mol Med. 2007;20:865-874
Diedrich, Madeleine; Tadic, Jadranka; Mao, Lei; Wacker, Maik; Nebrich, Grit; Hetzer, Roland; Regitz-Zagrosek, Vera & Klose, Joachim
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Deoxycorticosterone acetate-salt mice exhibit blood pressure-independent sexual dimorphism. Hypertension. 2008;51:1177-1183
Karatas, Aysun; Hegner, Björn; de Windt, Leon J.; Luft, Friedrich C.; Schubert, Carola; Gross, Volkmar; Akashi, Yoshihiro J.; Gürgen, Dennis; Kintscher, Ulrich; da Costa Goncalves, Andrey C.; Regitz-Zagrosek, Vera & Dragun, Duska
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Estrogen receptorbeta signals left ventricular hypertrophy sex differences in normotensive deoxycorticosterone acetate-salt mice. Hypertension. 2011;57:648-654
Gürgen, Dennis; Hegner, Björn; Kusch, Angelika; Catar, Rusan; Chaykovska, Lyubov; Hoff, Uwe; Gross, Volkmar; Slowinski, Torsten; da Costa Goncalves, Andrey C.; Kintscher, Ulrich; Gustafsson, Jan-Åke; Luft, Friedrich C. & Dragun, Duska
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Sex differences in physiological cardiac hypertrophy are associated with exercise-mediated changes in energy substrate availability. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2011;301:H115-122
Foryst-Ludwig, Anna; Kreissl, Michael C.; Sprang, Christiane; Thalke, Beata; Böhm, Christian; Benz, Verena; Gürgen, Dennis; Dragun, Duska; Schubert, Carola; Mai, Knut; Stawowy, Philipp; Spranger, Joachim; Regitz-Zagrosek, Vera; Unger, Thomas & Kintscher, Ulrich
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RBM20, a gene for hereditary cardiomyopathy, regulates titin splicing. Nat Med. 2012;18:766-773
Guo, Wei; Schafer, Sebastian; Greaser, Marion L; Radke, Michael H; Liss, Martin; Govindarajan, Thirupugal; Maatz, Henrike; Schulz, Herbert; Li, Shijun; Parrish, Amanda M; Dauksaite, Vita; Vakeel, Padmanabhan; Klaassen, Sabine; Gerull, Brenda; Thierfelder, Ludwig; Regitz-Zagrosek, Vera; Hacker, Timothy A; Saupe, Kurt W; Dec, G William; ... & Gotthardt, Michael
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CYP2J2 overexpression protects against arrhythmia susceptibility in cardiac hypertrophy. PLoS One. 2013;8:e73490
Westphal, Christina; Spallek, Bastian; Konkel, Anne; Marko, Lajos; Qadri, Fatimunnisa; DeGraff, Laura M.; Schubert, Carola; Bradbury, J. Alyce; Regitz-Zagrosek, Vera; Falck, John R.; Zeldin, Darryl C.; Müller, Dominik N.; Schunck, Wolf-Hagen & Fischer, Robert
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Sex and sex hormone-dependent cardiovascular stress responses. Hypertension. 2013;61:270-277
Regitz-Zagrosek, Vera; Dworatzek, Elke; Kintscher, Ulrich & Dragun, Duska
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Sex-specific mTOR signaling determines sexual dimorphism in myocardial adaptation in normotensive DOCA-salt model. Hypertension. 2013;61:730-736
Gürgen, Dennis; Kusch, Angelika; Klewitz, Robin; Hoff, Uwe; Catar, Rusan; Hegner, Björn; Kintscher, Ulrich; Luft, Friedrich C. & Dragun, Duska
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Comparative proteomic analysis reveals sex and estrogen receptor beta effects in the pressure overloaded heart. J Proteome Res. 2014;13:5829-5836
Kararigas, Georgios; Fliegner, Daniela; Forler, Stefanie; Klein, Oliver; Schubert, Carola; Gustafsson, Jan-Åke; Klose, Joachim & Regitz-Zagrosek, Vera
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Sex differences in exercise-induced physiological myocardial hypertrophy are modulated by oestrogen receptor beta. Cardiovasc Res. 2014;102:418-428
Dworatzek, Elke; Mahmoodzadeh, Shokoufeh; Schubert, Carola; Westphal, Christina; Leber, Joachim; Kusch, Angelika; Kararigas, Georgios; Fliegner, Daniela; Moulin, Maryline; Ventura-Clapier, Renée; Gustafsson, Jan-Ake; Davidson, Mercy M.; Dragun, Duska & Regitz-Zagrosek, Vera
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17ss-Estradiol regulates mTORC2 sensitivity to rapamycin in adaptive cardiac remodeling. PLoS One. 2015;10:e0123385
Kusch, Angelika; Schmidt, Maria; Gürgen, Dennis; Postpieszala, Daniel; Catar, Rusan; Hegner, Björn; Davidson, Merci M.; Mahmoodzadeh, Shokoufeh & Dragun, Duska
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High salt reduces the activation of IL-4- and IL-13-stimulated macrophages. J Clin Invest. 2015;125:4223-4238
Binger, Katrina J.; Gebhardt, Matthias; Heinig, Matthias; Rintisch, Carola; Schroeder, Agnes; Neuhofer, Wolfgang; Hilgers, Karl; Manzel, Arndt; Schwartz, Christian; Kleinewietfeld, Markus; Voelkl, Jakob; Schatz, Valentin; Linker, Ralf A.; Lang, Florian; Voehringer, David; Wright, Mark D.; Hubner, Norbert; Dechend, Ralf; Jantsch, Jonathan; ... & Müller, Dominik N.
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Investigation of heart proteome of different consomic mouse strains. Testing the effect of polymorphisms on the proteome-wide trans-variation of proteins. EuPA Open Proteomics. 2015;7:27-42
Forler, Stefanie; Klein, Oliver; Köhler, Sebastian; Robinson, Peter N.; Witt, Henning; Sultan, Marc; Eravci, Murat; Regitz-Zagrosek, Vera; Lehrach, Hans & Klose, Joachim
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Adverse left ventricular remodeling by glycoprotein nonmetastatic melanoma protein B in myocardial infarction. FASEB J. 2017;31:556-568
Järve, Anne; Mühlstedt, Silke; Qadri, Fatimunnisa; Nickl, Bernadette; Schulz, Herbert; Hübner, Norbert; Özcelik, Cemil & Bader, Michael
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ANP system activity predicts variability of fat mass reduction and insulin sensitivity during weight loss. Metabolism. 2016;65:935-943
Brachs, Maria; Wiegand, Susanna; Leupelt, Verena; Ernert, Andrea; Kintscher, Ulrich; Jumpertz von Schwarzenberg, Reiner; Decker, Anne-Marie; Bobbert, Thomas; Hübner, Norbert; Chen, Wei; Krude, Heiko; Spranger, Joachim & Mai, Knut
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Gender in cardiovascular diseases: impact on clinical manifestations, management, and outcomes. Eur Heart J. 2016;37:24-34
Regitz-Zagrosek V, Oertelt-Prigione S, Prescott E, Franconi F, Gerdts E, Foryst-Ludwig A, Maas AH, Kautzky-Willer A, Knappe-Wegner D, Kintscher U, Ladwig KH, Schenck- Gustafsson K, Stangl V
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Real-time monitoring of hypertrophy in HL-1 cardiomyocytes by impedance measurements reveals different modes of growth. Cytotechnology. 2016;68:1897-1907
Bloch, Laura; Ndongson-Dongmo, Bernadin; Kusch, Angelika; Dragun, Duska; Heller, Regine & Huber, Otmar
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Renal Ischemia/Reperfusion Injury in Soluble Epoxide Hydrolase-Deficient Mice. PLoS One. 2016;11:e0145645
Zhu, Ye; Blum, Maximilian; Hoff, Uwe; Wesser, Tim; Fechner, Mandy; Westphal, Christina; Gürgen, Dennis; Catar, Rusan Ali; Philippe, Aurelie; Wu, Kaiyin; Bubalo, Gordana; Rothe, Michael; Weldon, Steven M.; Dragun, Duska & Schunck, Wolf-Hagen
