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쥐 교감신경 뉴론 N형 칼슘통로의 2가 양이온의존성 비활성화
Divalent Cation-dependent Inactivation of N-type Calcium Channel in Rat Sympathetic Neurons 원문보기

의학물리 = Korean journal of medical physics, v.17 no.2, 2006년, pp.96 - 104  

구용숙 (충북대학교 의과대학 생리학교실)

초록
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본 연구자를 위시한 많은 연구자에 의해 칼슘이 N형 칼슘통로의 비활성화를 촉진시킨다는 것이 보고되었다. 그러나 칼슘에 의한 비활성화 촉진 효과가 고전적인 칼슘의존성 기전에 의해 기인하는지는 아직 확실하지 않다. L형 칼슘통로의 칼슘의존성 비활성화기전을 밝히기 위하여 지금까지 사용해온 방법의 하나는 세포내, 외의 칼슘농도를 변화시켜보는 것이다. 그러므로 본 연구에서는 칼슘의존성 비활성화기전의 존재 여부를 알아보기 위하여 2가 양이온을 1가 양이온인 메틸아민($MA^+$)으로 치환하였다. 선행 연구를 통해 우리는 5초 동안의 긴 저분극 자극 시 바륨과 칼슘을 사용하여 얻은 전류에서 모두 빠른 성분(${\tau}{\sim}150ms$)과 느린 성분(${\tau}{\sim}2,500ms$)의 비활성화가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 세포외 2가 양이온의 농도가 0이 되도록 하였을 때 빠른 비활성화가 소실된 반면 느린 비활성화에는 영향이 거의 없었다. 또한 바륨를 사용하였을 때보다 10 mV씩 과분극시킨 전압에서의 메틸암모늄 전류 데이터를 비교하여 보았을 때 느린 비활성화의 시정수가 서로 잘 일치하였으며 이 시정수는 막전압이 저분극될수록 감소하는 막전압의존성 비활성화의 특성을 보였다. 본 연구결과와 선행연구의 결과를 종합하여 볼 때 세포외 2가 양이온의 존재는 N형 칼슘통로의 빠른 비활성화가 일어나기 위하여 필수적인 조건이며 이러한 2가 양이온의존성 비활성화기전은 기존의 칼슘의존성 또는 막전압의존성 기전과 다르다는 가설을 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Experiments from several groups Including ours have demonstrated that $Ca^{2+}$ can enhance the inactivation of N-type calcium channels. However, it is not clear if this effect can be ascribed to a 'classic' $Ca^{2+}$-dependent inactivation (CDI) mechanism. One method that has ...

주제어

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문제 정의

  • 17) N형 칼슘통로의 작용을 조 절하는 또 다른 기전으로는 비활성화기전을 생각할 수 있다. 그러므로 N형 칼슘통로의 비활성화기전을 밝히고자 하는 본 논문은 신경세포에서의 신경전달물질 유리와 관련하여 중요한 의미를 가진다고 할 수 있다.
  • 또 선행논문에서 5초의 긴 저분극 자극 시 바륨과 칼슘을 써서 얻은 전류기록은 모두 2중 지수함수를 써서 빠른 성분(τ ~150 ms)과 느린 성분(τ ~2,500 ms)으로 구분할 수 있었다. 그러므로 본 논문에서는 N형 칼슘통로의 CDI 가능성을 규명하고자 1가 양이온을 사용하여 빠른 성분과 느린 성분에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 만일 CDI 가설이 옳다면 1가 양이온 사용으로 인해 비활성화정도가 감소되어야 할 것이다.
  • 임과 동시에 우리의 2가 양이온 투과성 비 활성화 가설과도 잘 일치한다. 우리는 prepulse-postpulse protocol을 사용하여 1가 양이온 투과 시에도 U형 VDI 기전이 존재하는지 알아보고자 하였다. 그러나 U형 비활성화는 관찰하지 못하고 postpulse-전류의 facilitation만을 관찰할 수 있었다.

가설 설정

  • 5-sec depolarizing pulses were given from a holding potential of -80 mV to the potentials that generated peak current. Current traces were normalized to the peak current, (b, c) The parameters of fast and slow components of inactivation were obtained from double exponential fits to currents generated during 5-sec voltage steps. Only the amplitude (b) and the r (c) of fast component of inactivation were shown.
  • N형 통로의 빠른 비활성화는 Patil 등12)이 제안한 preferential intermediate closed state model인 U형 비활성화 모델로 잘 설명된다. 칼 슘이 N형 통로 비활성화를 증가시키는 본 실험결과를 설명하기 위하여 우리는 2곳의 칼슘 결합부위를 가정하였다. 세포밖 칼슘농도가 증가함에 따라 비활성화가 증가하는 좋은 상관관계를 보이나 칼슘전류의 크기와 비활성화는 상관관계가 미미하였으므로 비활성화를 위하여 칼슘투과가 선행될 필요는 없는 것으로 간주된다(Fig.
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