Functional role of cyclin G1 in the regulation of cardiomyocytes polyploidy

Polyploidie und multinucleation sind charakteristische Merkmale der Herzmuskelzellen von Säugern, welche sich kurz nach der Geburt entwickeln - dann, wenn die meisten differenzierten Herzmuskelzellen acytokinetisch werden. Überlastung des Herzens und Hypertrophie erhöhen weiter den Grad der Polyploidie von Kardiomyozyten. Dies weist darauf hin, dass dies eine Rolle bei zelltypspezifischen Reaktionen auf physiologische und pathologische Reize spielt. Wir fanden heraus, dass die Expression von Cyclin G1 – einem Transkriptionsziel von p53 – mit dem Anhalten der Kardiomyozyten-Proliferation und dem Auftreten von Polyploidie zusammenfällt. Überexpression von Cyclin G1 fördert die DNA-Synthese, aber hemmt die Zytokinese in neonatalen Kardiomyozyten, was zu einer vergrößerten Bevölkerung von bi-Kern Kardiomyozyten führt. Umgekehrt senkt die Inaktivierung des Cyclin G1-Gens in Mäusen den Grad der Polyploidie und die multinucleation in Herzmuskelzellen. Außerdem verhindert das Fehlen von Cyclin G1 die Zunahme der polynukleären Herzmuskelzellen in Reaktion auf Druckbelastung und Hypertrophie. Unsere Ergebnisse deuten auf einen Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Polyploidie und Zellzyklus-Rückzug in Kardiomyozyten hin und identifizieren Cyclin G1 als kritischen Faktor in diesem Prozess.