Regulace receptorů spřažených s G proteiny Studie muskarinových a β-adrenergních receptorů u M2KO myší

Abstract

Souhrn (česky): Cílem práce bylo podrobně analyzovat myši s vyřazeným M2-receptorem (M2KO) jednak za klidových podmínek a dále po působení stresového podnětu (chladový stres). Zaměřili jsme se zejména na roli antagonistických receptorů (adrenoceptorů) v srdci a jejich roli v adaptaci na chybějící M2-receptor. Provedeny byly vazebné studie, studie genové exprese, echokardiografie, telemetrický monitoring srdeční činnosti, tělesné teploty a aktivity, analýza variability tepové frekvence, analýza biorytmů, analýza srdeční činnosti po podání agonistů a antagonistů muskarinových receptorů a adrenoceptorů, stanovení aktivity adenylyl cyklázy a NO syntázy, stanovení sérové koncentrace katecholaminů a genové exprese enzymů syntetizujících katecholaminy. Vyřazení M2-receptorů vedlo ke kompenzatornímu snížení β1 a β2-adrenoceptorů doprovázené snížením jejich genové exprese, down-regulovány byly rovněž M3-receptory. Chybějící M2-receptory byly funkčně nahrazeny β3-receptory, které byly upregulovány (nikoli kardioinhibičními M4-receptory). Signalizace přes β3-receptory vedla dále cestou adenylátcyklázy a nikoli NO syntázy. Všechny tyto změny byly zjištěny pouze v levé komoře, odpovědným mechanismem se tedy zdá být heterologní regulace. Mírně vyšší bazální frekvence a nižší tělesná teplota M2KO myší podtrhuje důležitost...

(in English): The aim of the work was to perform in-depth analysis of M2KO mice both at baseline and upon a challenge with a cold stress and to explore the role of opposing receptors (i.e. adrenoceptors) in adaptation to lacking M2-receptors in the heart. We have performed receptor binding studies, study of receptor gene expression, echocardiography, telemetric monitoring of heart rate, body temperature and activity, heart rate variability and biorhythm analysis, analysis of heart rate response to the application of drugs (carbachol, atropine, isoprenaline, propranolol), assessment of adenylyl cyclase and NO synthase activity, measurement of catecholamine blood concentration and gene expression of catecholamine-synthesizing enzymes. We have found that the disruption of M2-receptor gene caused a compensatory decrease of cardiostimulatory β1-adrenoceptors and β2-adrenoceptors with corresponding down-regulation of the gene expression, M3-receptors were down-regulated as well. Missing M2-receptors were functionally replaced by the main cardioinhibitory β3-adrenoceptors that were up-regulated, not by cardioinhibitory M4-receptors. β3-adrenoceptors were found to signal through adenylyl cyclase instead of NO synthase. All these changes were found in the left ventricle only, so heterologous regulation is...