Elsnicova, Barbara and Hornikova, Daniela and Tibenska, Veronika and Kolar, David and Tlapakova, Tereza and Schmid, Benjamin and Mallek, Markus and Eggers, Britta and Schlötzer-Schrehardt, Ursula and Peeva, Viktoriya and Berwanger, Carolin and Eberhard, Bettina and Durmus, Hacer and Schultheis, Dorothea and Holtzhausen, Christian and Schork, Karin and Marcus, Katrin and Jordan, Jens and Lücke, Thomas and van der Ven, Peter F. M. and Schröder, Rolf and Clemen, Christoph S. and Zurmanova, Jitka M. (2022) Desmin Knock-Out Cardiomyopathy: A Heart on the Verge of Metabolic Crisis. International Journal of Molecular Sciences, 23 (19), p. 12020. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/ijms231912020. ISSN 1661-6596.
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Official URL: https://www.mdpi.com/1422-0067/23/19/12020
Abstract
Desmin mutations cause familial and sporadic cardiomyopathies. In addition to perturbing the contractile apparatus, both desmin deficiency and mutated desmin negatively impact mitochondria. Impaired myocardial metabolism secondary to mitochondrial defects could conceivably exacerbate cardiac contractile dysfunction. We performed metabolic myocardial phenotyping in left ventricular cardiac muscle tissue in desmin knock-out mice. Our analyses revealed decreased mitochondrial number, ultrastructural mitochondrial defects, and impaired mitochondria-related metabolic pathways including fatty acid transport, activation, and catabolism. Glucose transporter 1 and hexokinase-1 expression and hexokinase activity were increased. While mitochondrial creatine kinase expression was reduced, fetal creatine kinase expression was increased. Proteomic analysis revealed reduced expression of proteins involved in electron transport mainly of complexes I and II, oxidative phosphorylation, citrate cycle, beta-oxidation including auxiliary pathways, amino acid catabolism, and redox reactions and oxidative stress. Thus, desmin deficiency elicits a secondary cardiac mitochondriopathy with severely impaired oxidative phosphorylation and fatty and amino acid metabolism. Increased glucose utilization and fetal creatine kinase upregulation likely portray attempts to maintain myocardial energy supply. It may be prudent to avoid medications worsening mitochondrial function and other metabolic stressors. Therapeutic interventions for mitochondriopathies might also improve the metabolic condition in desmin deficient hearts.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/189751/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Desmin Knock-Out Cardiomyopathy: A Heart on the Verge of Metabolic Crisis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 10 October 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | International Journal of Molecular Sciences | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.3390/ijms231912020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | p. 12020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Editors: |
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Publisher: | Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Series Name: | Int. J. Mol. Sci. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1661-6596 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Desmin, desminopathy, cardiomyopathy, mitochondriopathy, desmin knock-out metabolism, glucose, fatty acid, amino acid, creatine kinase, mitochondria | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Muscle Mechanics and Metabolism | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Aerospace Medicine > Gravitational Biology Institute of Aerospace Medicine > Leitungsbereich ME | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Chiodo, Annette | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 17 Nov 2022 09:17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 30 Jan 2024 11:03 |
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