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Homozygous expression of the myofibrillar myopathy-associated p.W2710X filamin C variant reveals major pathomechanisms of sarcomeric lesion formation

Schuld, Julia und Orfanos, Zacharias und Chevessier, Frédéric und Eggers, Britta und Heil, Lorena und Uszkoreit, Julian und Unger, Andreas und Kirfel, Gregor und van der Ven, Peter F. M. und Marcus, Katrin und Linke, Wolfgang A. und Clemen, Christoph S. und Schröder, Rolf und Fürst, Dieter (2020) Homozygous expression of the myofibrillar myopathy-associated p.W2710X filamin C variant reveals major pathomechanisms of sarcomeric lesion formation. Acta Neuropathologica Communications, 8 (1), Seite 154. BioMed Central. doi: 10.1186/s40478-020-01001-9. ISSN 2051-5960.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
21MB

Offizielle URL: https://actaneurocomms.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40478-020-01001-9

Kurzfassung

Filamin C (FLNc) is mainly expressed in striated muscle cells where it localizes to Z-discs, myotendinous junctions and intercalated discs. Recent studies have revealed numerous mutations in the FLNC gene causing familial and sporadic myopathies and cardiomyopathies with marked clinical variability. The most frequent myopathic mutation, p.W2710X, which is associated with myofibrillar myopathy, deletes the carboxy-terminal 16 amino acids from FLNc and abolishes the dimerization property of Ig-like domain 24. We previously characterized “knock-in” mice heterozygous for this mutation (p.W2711X), and have now investigated homozygous mice using protein and mRNA expression analyses, mass spectrometry, and extensive immunolocalization and ultrastructural studies. Although the latter mice display a relatively mild myopathy under normal conditions, our analyses identified major mechanisms causing the pathophysiology of this disease: in comparison to wildtype animals (i) the expression level of FLNc protein is drastically reduced; (ii) mutant FLNc is relocalized from Z-discs to particularly mechanically strained parts of muscle cells, i.e. myotendinous junctions and myofibrillar lesions; (iii) the number of lesions is greatly increased and these lesions lack Bcl2-associated athanogene 3 (BAG3) protein; (iv) the expression of heat shock protein beta-7 (HSPB7) is almost completely abolished. These findings indicate grave disturbances of BAG3-dependent and -independent autophagy pathways that are required for efficient lesion repair. In addition, our studies reveal general mechanisms of lesion formation and demonstrate that defective FLNc dimerization via its carboxy-terminal domain does not disturb assembly and basic function of myofibrils. An alternative, more amino-terminally located dimerization site might compensate for that loss. Since filamins function as stress sensors, our data further substantiate that FLNc is important for mechanosensing in the context of Z-disc stabilization and maintenance.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135969/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Homozygous expression of the myofibrillar myopathy-associated p.W2710X filamin C variant reveals major pathomechanisms of sarcomeric lesion formation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schuld, JuliaInstitute for Cell Biology, Department of Molecular Cell Biology, University of Bonn, Ulrich-Haberland-Str. 61a, 53121 Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Orfanos, ZachariasInstitute for Cell Biology, Department of Molecular Cell Biology, University of Bonn, Ulrich-Haberland-Str. 61a, 53121 Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chevessier, FrédéricInstitute of Neuropathology, University Hospital Erlangen, Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg, Schwabachanlage 6, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eggers, BrittaMedizinisches Proteom-Center, Ruhr-University Bochum, Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heil, LorenaInstitute for Cell Biology, Department of Molecular Cell Biology, University of Bonn, Ulrich-Haberland-Str. 61a, 53121 Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Uszkoreit, JulianMedizinisches Proteom-Center, Ruhr-University Bochum, Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Unger, AndreasInstitute of Physiology II, University of Münster, Münster, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kirfel, GregorInstitute for Cell Biology, Department of Molecular Cell Biology, University of Bonn, Ulrich-Haberland-Str. 61a, 53121 Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van der Ven, Peter F. M.Institute for Cell Biology, Department of Molecular Cell Biology, University of Bonn, Ulrich-Haberland-Str. 61a, 53121 Bonn, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-9750-8913NICHT SPEZIFIZIERT
Marcus, KatrinMedizinisches Proteom-Center, Ruhr-University Bochum, Bochum, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Linke, Wolfgang A.Institute of Physiology II, University of Münster, Münster, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clemen, Christoph S.Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), 51147 Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, RolfInstitute of Neuropathology, University Hospital Erlangen, Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg, Schwabachanlage 6, 91054 Erlangen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fürst, DieterInstitute for Cell Biology, Department of Molecular Cell Biology, University of Bonn, Ulrich-Haberland-Str. 61a, 53121 Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 September 2020
Erschienen in:Acta Neuropathologica Communications
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.1186/s40478-020-01001-9
Seitenbereich:Seite 154
Verlag:BioMed Central
ISSN:2051-5960
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Myofibrillar myopathy, Mouse model, Filamin, Myofibrillar lesions, Muscle damage, BAG3, HSPB7, Pathophysiology, Autophagy
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Systemphysiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Muskel- und Knochenstoffwechsel
Hinterlegt von: Arndt, Carina
Hinterlegt am:08 Sep 2020 13:19
Letzte Änderung:30 Sep 2020 10:31

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