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Involvement of Crosstalk Between cAMP and cGMP in Synaptic Plasticity in the Substantia Gelatinosa Neurons 원문보기

International journal of oral biology : official journal of the Korean Academy of Oral Biology and the UCLA Dental Research Institute, v.36 no.2, 2011년, pp.83 - 89  

Kim, Tae-Hyung (Department of Neurobiology and Physiology, School of Dentistry, Seoul National University) ,  Chung, Ge-Hoon (Department of Neurobiology and Physiology, School of Dentistry, Seoul National University) ,  Park, Seok-Beom (Department of Physiology, School of Medicine, Kangwon National University) ,  Chey, Won-Young (Department of Physiology, School of Medicine, Kangwon National University) ,  Jun, Sung-Jun (Department of Physiology, School of Medicine, Hanyang University) ,  Kim, Joong-Soo (Department of Neurobiology and Physiology, School of Dentistry, Seoul National University) ,  Oh, Seog-Bae (Department of Neurobiology and Physiology, School of Dentistry, Seoul National University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Substantia gelatinosa (SG) neurons receive synaptic inputs from primary afferent $A{\delta}$- and C-fibers, where nociceptive information is integrated and modulated by numerous neurotransmitters or neuromodulators. A number of studies were dedicated to the molecular mechanism underlying ...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 이번 연구에서는 척수 통증신경 시냅스 수준에서 대표적인 2차 전령계인 cAMP와 cGMP가 척수 시냅스 가소성에 어떠한 영향을 주는지, 시냅스 가소성에 영향을 준다면 두 2차 전령계가 서로 관련되어 어떠한 영향을 주는지를 척수절편을 이용한 전기 생리학적 방법을 이용하여 알아보았다. 척수 통증시냅스 가소성에서 세포내 신호전달계(cAMP, cGMP)간의 crosstalk 기전을 규명하여 향후 척수 감각계의 시냅스 가소성 관련 신호전달계 규명에 기초적인 자료를 제공하고자 하였다.
  • 이와 같은 신호전달계 상호작용 기전이 신경 시냅스 가소성에 적용될 가능성이 있다. 이를 위해 다음 실험에서 관련된 신호전달 경로를 알아보고자 하였다.
  • 이번 연구의 목적은 척수 통증시냅스 가소성에서 세포내 신호전달계(cAMP, cGMP)의 상호연관성이 어떠한 영향을 주는지와 이와 관련된 crosstalk 기전을 규명하여 다양한 형태로 관찰되는 만성통증의 발생기전에 대한 새로운 재해석을 하고자 하는 것이다. 이 연구를 통해서 얻은 결과를 정리하면, 1) cAMP 또는 cGMP는 각각 척수 통증 시냅스 효율을 강화시키는 작용을 통해 과감작 통증을 유발할 수 있고, 2) cAMP와 cGMP의 동시 투여는 척수 통증 시냅스 효율 조절에 있어서 서로의 효과를 길항하는 작용을 가지고 있으며, 3) 이러한 cAMP와 cGMP의 상호길항작용에 PDE가 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.
  • 따라서 이번 연구에서는 척수 통증신경 시냅스 수준에서 대표적인 2차 전령계인 cAMP와 cGMP가 척수 시냅스 가소성에 어떠한 영향을 주는지, 시냅스 가소성에 영향을 준다면 두 2차 전령계가 서로 관련되어 어떠한 영향을 주는지를 척수절편을 이용한 전기 생리학적 방법을 이용하여 알아보았다. 척수 통증시냅스 가소성에서 세포내 신호전달계(cAMP, cGMP)간의 crosstalk 기전을 규명하여 향후 척수 감각계의 시냅스 가소성 관련 신호전달계 규명에 기초적인 자료를 제공하고자 하였다.

가설 설정

  • cAMP와 cGMP의 세포내 신호전달 경로에서 각 물질들을 분해하는 효소 phosphodiesterase (PDE)를 차단한 후 cAMP와 cGMP를 처치하면 각 약물들의 반응을 차단하는 효소가 차단되어 있으므로 시냅스후전류의 증가를 관찰할 수 있으리라 가정할 수 있다. 따라서 이를 확인하기 위하여 PDE 차단제인 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX) 20µM을 5분간 전처치하면 일시적인 EPSC의 증가를 관찰할 수 있었으며(약 140%), 이 조건에서 8-Br-cGMP/8-Br-cAMP (1:1)를 15분간 처치하면 EPSC의 크기는 더욱 증가되었고(약 170%) 이러한 시냅스 가소성은 시간 경과에 따라 지속적으로 증가하여 50분 이상 유지되는 양상을 보였다(Fig.
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