CaMKII-dependent phosphorylation of cardiac ryanodine receptors regulates cell death in cardiac ischemia/reperfusion injury

Autor: Leandro Matías Sommese, Alicia Mattiazzi, Margarita Ana Salas, Matilde Said, Gustavo Rinaldi, Haiyun Ling, Jonathan L. Respress, Julieta Palomeque, Mariano Nahuel Di Carlo, Darlene G. Skapura, Xander H.T. Wehrens, Ernesto A. Aiello, Verónica Celeste De Giusti, Carlos Alfredo Valverde, Joan Heller Brown
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2014
Předmět:
Male
Medical Physiology
Apoptosis
Ischemia/reperfusion injury
Cardiorespiratory Medicine and Haematology
Cardiovascular
environment and public health
Ryanodine receptor 2
Transgenic
Mice
2.1 Biological and endogenous factors
Myocytes
Cardiac
Gene Knock-In Techniques
Aetiology
Phosphorylation
CaMKII
Cell Death
Ryanodine receptor
Kinase
musculoskeletal
neural
and ocular physiology
Bioquímica y Biología Molecular
musculoskeletal system
Phospholamban
Sarcoplasmic Reticulum
Medicina Básica
Heart Disease
cardiovascular system
Cardiology and Cardiovascular Medicine
Cardiac
tissues
medicine.medical_specialty
CIENCIAS MÉDICAS Y DE LA SALUD
Heart Ventricles
Primary Cell Culture
Mice
Transgenic
Myocardial Reperfusion Injury
Biology
Article
Sarcoplasmic Reticulum Calcium-Transporting ATPases
Necrosis
Organ Culture Techniques
Internal medicine
Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase
medicine
Animals
Calcium Signaling
Protein kinase A
Molecular Biology
Heart Disease - Coronary Heart Disease
Myocytes
RyR2 PLN
Myocardium
Calcium-Binding Proteins
Ryanodine Receptor Calcium Release Channel
medicine.disease
enzymes and coenzymes (carbohydrates)
Endocrinology
Cardiovascular System & Hematology
Gene Expression Regulation
Mutation
Calcium
Calcium-Calmodulin-Dependent Protein Kinase Type 2
Reperfusion injury
Zdroj: Di Carlo, MN; Said, M; Ling, H; Valverde, CA; De Giusti, VC; Sommese, L; et al.(2014). CaMKII-dependent phosphorylation of cardiac ryanodine receptors regulates cell death in cardiac ischemia/reperfusion injury. Journal of Molecular and Cellular Cardiology, 74, 274-283. doi: 10.1016/j.yjmcc.2014.06.004. UC San Diego: Retrieved from: http://www.escholarship.org/uc/item/5gv9p662
Popis: Ca2+-calmodulin kinase II (CaMKII) activation is deleterious in cardiac ischemia/reperfusion (I/R). Moreover, inhibition of CaMKII-dependent phosphorylations at the sarcoplasmic reticulum (SR) prevents CaMKII-induced I/R damage. However, the downstream targets of CaMKII at the SR level, responsible for this detrimental effect, remain unclear. In the present study we aimed to dissect the role of the two main substrates of CaMKII at the SR level, phospholamban (PLN) and ryanodine receptors (RyR2), in CaMKII-dependent I/R injury. In mouse hearts subjected to global I/R (45/120 min), phosphorylation of the primary CaMKII sites, S2814 on cardiac RyR2 and of T17 on PLN, significantly increased at the onset of reperfusion whereas PKA-dependent phosphorylation of RyR2 and PLN did not change. Similar results were obtained in vivo, in mice subjected to regional myocardial I/R (1/24 h). Knock-in mice with an inactivated serine 2814 phosphorylation site on RyR2 (S2814A) significantly improved post-ischemic mechanical recovery, reduced infarct size and decreased apoptosis. Conversely, knockin mice, in which CaMKII site of RyR2 is constitutively activated (S2814D), significantly increased infarct size and exacerbated apoptosis. In S2814A and S2814D mice subjected to regional myocardial ischemia, infarct size was also decreased and increased respectively. Transgenic mice with double-mutant non-phosphorylatable PLN (S16A/T17A) in the PLN knockout background (PLNDM) also showed significantly increased post-ischemic cardiac damage. This effect cannot be attributed to PKA-dependent PLN phosphorylation and was not due to the enhanced L-type Ca2+ current, present in these mice. Our results reveal a major role for the phosphorylation of S2814 site on RyR2 in CaMKII-dependent I/R cardiac damage. In contrast, they showed that CaMKII-dependent increase in PLN phosphorylation during reperfusion opposes rather than contributes to I/R damage Fil: Di Carlo, Mariano Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina Fil: Said, Matilde. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina Fil: Ling, Haiyun. University of California; Estados Unidos Fil: Valverde, Carlos Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina Fil: de Giusti, Verónica Celeste. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina Fil: Sommese, Leandro Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina Fil: Palomeque, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina Fil: Aiello, Ernesto Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina Fil: Skapura, Darlene G.. Baylor College of Medicine; Estados Unidos Fil: Rinaldi, Gustavo Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina Fil: Respress, Jonathan L.. Baylor College of Medicine; Estados Unidos Fil: Heller Brown, Joan. University of California; Estados Unidos Fil: Wehrens, Xander H.T.. Baylor College of Medicine; Estados Unidos Fil: Salas, Margarita Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina Fil: Mattiazzi, Ramona Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Cardiovasculares "Dr. Horacio Eugenio Cingolani"; Argentina
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: