Specific activation of ANKRD1 in Dilated Cardiomyopathy
Abstract
Introduction and Aims: Cardiomyopathies are a heterogeneous group of diseases encompassing all pathologies that affect the heart and its ability to maintain the needed cardiac output (CO).
Much research has been devoted to pinpoint muscle specific signaling pathways that result in the development of myopathies, such as dilated cardiomyopathy (DCM). Animal models, such as the muscle LIM protein (MLP/Csrp3) knockout that develops DCM have been used to discover and identify specific pathways and pathway components involved in disease development.
ANKRD1, a muscle specific protein, is proposed to act as a biomechanical stretch sensor in muscle cells. To investigate how ANKRD1 may modulate biomechanical signaling pathways on the molecular level we analyzed posttranslational modifications of the protein in healthy and hearts of cardiomyopathic mice. The goal of this research proposal is to investigate cell-biological effects of ANKRD1 phosphorylation. This was investigated by measuring levels of total ANKRD1 (totANKRD1) and phosphorylated ANKRD1 (pT102-ANKRD1) and characterizing the subcellular localization of ANKRD1 by immunofluorescence in healthy and cardiomyopathic mouse hearts.
Methods: Our experiments used three different populations of mice, two of which were genetically modified: muscle lim protein (MLP) knockout mice as a model of DCM, and Gq-transgenic mice, which develop a type of hypertrophic cardiomyopathy (HCM). Data from immunoprecipitation and gel electrophoresis/immunoblot as well as immunofluorescence experiments were collected and analyzed. Data obtained were protein levels and subcellular localizations of ANKRD1, both total non-phosphorylated ANKRD1, as well as ANKRD1 phosphorylated at T102. Sex as a biological variable was disregarded, as both males and females have been demonstrated to develop DCM or HCM to a similar amount.
Results: In total the cardiac tissue of 6 mice were analyzed, two in each of the three groups: healthy wildtype (WT) controls, Gq-transgenic and MLP-ko mice. Using immunoprecipitation and immunoblot analysis we determined that MLP-ko samples contained 170 times the amount of pT102-ANKRD1 compared to the WT-population (p = 0.05) or compared with Gq transgenic mice. In our immunofluorescence analyses we found that pT102-ANKRD1 coincides with the location of the intercalated disk (ID) while ANKRD1 not phosphorylated at T102 was exclusively in sarcomeres, and that MLP-ko showed a disorganized cytoskeletal architecture.
Conclusions: pT102-ANKRD1 levels were increased in MLP-ko mice compared to all other mouse populations in the study. The subcellular localization of pT102-ANKRD1 coincides with the location of the ID, a result that has also been described in preliminary studies on human cardiac
biopsies from DCM patients. The experiment would need to be run again with a larger number of animals to obtain a significant statistical basis for all results.
Degree
Student essay
Other description
Det finns vissa sjukdomar i hjärtat som gör det svårare för hjärtat att pumpa blodet i kroppen. De kan komma från att ha druckit för mycket alkohol eller från att ha förlorat någon nära och bli väldigt ledsen.
Vi undersökte en hjärtsjukdom där hjärtat blir stort (som en ballong) och inte orkar pumpa blodet. Man kan bli andfådd, trött och få bensvullnad av detta. För att hitta sjukdomen använder man ultraljud av hjärtat och blodprover.
Man vet inte varför detta händer, och det var därför vi undersökte detta. Vi hittade en del i hjärtats cell som känner av hur hårt hjärtat jobbar, och vi kollade om den påverkade sjukdomen. Denna del heter ANKRD1 och är ett protein.
I detta projekt jämfördes friska möss med sjuka möss som hade ett svagt hjärta. Vi kollade hur mycket av proteinet (ANKRD1) som fanns i mössens hjärtan. De sjuka mössen hade mer av detta protein, medan de friska mössen hade mindre av detta. Därför tror vi att mer av detta protein kan påverka och ge sjukdomen.
Vi kollade även var i cellen som detta protein fanns. Hos de sjuka mössen fanns den i kanterna av cellen. Hos de friska mössen fanns den överallt i cellen. Därför tror vi att platsen av proteinet kan påverka och orsaka sjukdomen.
Både platsen och hur mycket av proteinet ANKRD1 som fanns i hjärtat verkar ha en koppling till sjukdomen, och kan förklara varför hjärtat pumpar så dåligt. Tyvärr använde vi inte många möss så vi kan inte säga detta säkert. För framtiden skulle vi vilja göra om detta med fler möss, för att få säkrare svar.
Collections
View/ Open
Date
2022-02-24Author
Berhane, Daniel
Keywords
Dilated cardiomyopathy, MLP, ANKRD1, CARP, phosphorylation
Language
eng