A proteolytic fragment of histone deacetylase 4 protects the heart from failure by regulating the hexosamine biosynthetic pathway

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Lorenz H. Lehmann - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Zegeye H. Jebessa - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Michael M. Kreusser - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Axel Horsch - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Tao He - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Mariya Kronlage - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Matthias Dewenter - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Viviana Sramek - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Ulrike Oehl - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Jutta Krebs-Haupenthal - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Albert H. Von Der Lieth - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Andrea Schmidt - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Qiang Sun - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Julia Ritterhoff - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Daniel Finke - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Mirko Völkers - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Andreas Jungmann - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Sven W. Sauer - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Christian Thiel - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Alexander Nickel - , Universität des Saarlandes, Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Michael Kohlhaas - , Universität des Saarlandes, Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Michaela Schäfer - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Carsten Sticht - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Christoph Maack - , Universität des Saarlandes, Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Norbert Gretz - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Michael Wagner - , Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus Dresden, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden (Autor:in)
  • Ali El-Armouche - , Hochschulmedizin (Medizinische Fakultät und Universitätsklinikum), Institut für Pharmakologie und Toxikologie (Autor:in)
  • Lars S. Maier - , Universität Regensburg (Autor:in)
  • Juan E.Camacho Londoño - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Benjamin Meder - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Marc Freichel - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Hermann Josef Gröne - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Patrick Most - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Oliver J. Müller - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) (Autor:in)
  • Stephan Herzig - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Eileen E.M. Furlong - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), European Molecular Biology Laboratory (EMBL) Heidelberg (Autor:in)
  • Hugo A. Katus - , Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Johannes Backs - , Universität Heidelberg, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)

Abstract

The stress-responsive epigenetic repressor histone deacetylase 4 (HDAC4) regulates cardiac gene expression. Here we show that the levels of an N-terminal proteolytically derived fragment of HDAC4, termed HDAC4-NT, are lower in failing mouse hearts than in healthy control hearts. Virus-mediated transfer of the portion of the Hdac4 gene encoding HDAC4-NT into the mouse myocardium protected the heart from remodeling and failure; this was associated with decreased expression of Nr4a1, which encodes a nuclear orphan receptor, and decreased NR4A1-dependent activation of the hexosamine biosynthetic pathway (HBP). Conversely, exercise enhanced HDAC4-NT levels, and mice with a cardiomyocyte-specific deletion of Hdac4 show reduced exercise capacity, which was characterized by cardiac fatigue and increased expression of Nr4a1. Mechanistically, we found that NR4A1 negatively regulated contractile function in a manner that depended on the HBP and the calcium sensor STIM1. Our work describes a new regulatory axis in which epigenetic regulation of a metabolic pathway affects calcium handling. Activation of this axis during intermittent physiological stress promotes cardiac function, whereas its impairment in sustained pathological cardiac stress leads to heart failure.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)62-72
Seitenumfang11
FachzeitschriftNature medicine
Jahrgang24
Ausgabenummer1
PublikationsstatusVeröffentlicht - 1 Jan. 2018
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 29227474
ORCID /0000-0003-2514-9429/work/151982632

Schlagworte