비뇨생식계를 지배하는 골반신경절 세포에서 진세노사이드에 의한 칼슘통로의 조절

Abstract

[한글]

골반신경절은 방광, 전립선, 음경과 같은 비뇨생식계를 지배하는 자율신경절로 생리학적으로 배뇨나 발기반사에 중요한 역할을 담당하고 있다. 주골반신경절은 단일 신경절 캡슐내에 교감 및 부교감 신경세포를 모두 가지고 있는 유일한 자율신경절로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 첫째, 인삼 사포닌(진세노사이드)이 수컷 쥐 주골반신경절 세포에서 칼슘전류를 조절할 수 있는지, 둘째, 세포 및 분자수준에서 그 조절의 메카니즘이 무엇인지를 확인하는 것이었다. 이를 위해 효소처리에 의해 분리된 주골반신경세포에서 칼슘전류를

전형적인 whole-cell patch clamp 방법으로 측정하였다. 인삼 총 사포닌(GTS, 0.3 mg/mL)을 가하였을 때 높은 막전압에서 활성화되는(high-voltage activated, HVA) 칼슘전류가 현저하게 억제되었다(43 5 %, n=12). GTS의 두가지 주요 요소 중 protopanaxatriol(PT, 0.3 mg/mL)은 HVA 칼슘전류를 억제(38 2 %, n=22)하였으나 protopanaxadiol(PD, 0.3 mg/mL)의 효과는 미미하였다. 진세노사이드에 의한 칼슘전류의 억제정도는 교감 신경세포와 부

교감 신경세포사이에 차이가 없었다. PT에 의한 HVA 칼슘 전류의 억제는 전압 및 농도 의존적이었다. 또한 전압 의존적 칼슘전류 억제는 GDP S의 세포 내 투석과 pertussis toxin(PTX, 500 ng/mL)의 전 처치에 의하여 거의 억제되었다. 대조군과 비교하여 칼슘전류에

대한 PT의 억제 효과는 선택적 N-형 칼슘통로 차단제인 ω-conotoxin GVIA을 전처치한 후 감소되었다. PT는 또한 FPL64176에 의해 선택적으로 증가되는 L-형 tail 전류(40 5 %, n=7)와 nimodipine과 ω-conotoxin GVIA에 민감하지 않은 non-L /non-N형 전류를 억제하였다(26±4 %, n=4). PT는 또한 낮은 막전압에서 활성화되는 T-형 칼슘전류를 억제하였다. PT의 여러 성분중에서 Rg2가 HVA 및 T-형 칼슘억제를 유발하는 생리활성물질임이 확인되었다. 결론적으로 인삼의 주요한 생리활성 성분인 진세노사이드는 주 골반신경절 세포에

존재하는 HVA 및 T-형 칼슘통로들을 PTX 민감성 Gi/o protein을 매개로 하여 전압의존적인 신호전달경로를 통해 조절한다는 사실을 확인하였다. 본 연구에서 얻은 결과는 인삼의 작용을 세포 및 분자수준에서 이해하기 위한 중요한 기초를 제공하였다 할 것이다.

[영문]

Pelvic ganglia, the autonomic ganglia innervating various urogenital organs including the urinary bladder, the prostate, and the penis, play physiologically important roles in autonomic reflexes such as micturition and penile erection. Rat major pelvic ganglia (MPG) are unique among autonomic ganglia in that a single ganglion capsule contains two functionally distinct populations, sympathetic and parasympathetic neurons. The purposes of the present study were ⅰ) to investigate whether ginseng saponin (ginsenoside) was capable of modulating Ca2+ currents in male rat MPG neurons and ⅱ) to identify cellular and molecular mechanisms underlying modulation of Ca2+ currents. In this regard, Ca2+ currents were measured using the whole-cell variant of the patch clamp technique in enzymatically dissociated MPG neurons. Bath application of ginseng total saponin (GTS, 0.3 mg/mL) significantly inhibited high-voltage activated (HVA) Ca2+ currents (43 5 %, n=10). Of the two main GTS fractions, protopanaxatriol (PT, 0.3 mg/mL) inhibited HVA Ca2+ currents (38 2 %, n=22), whereas protopanaxadiol (PD, 0.3 mg/mL) exerted negligible effects (n=12). There was no significant difference in the effects of PT on HVA Ca2+ currents between sympathetic and parasympathetic MPG neurons. The PT-induced Ca2+ current inhibition was concentration- and voltage-dependent. Modulation of Ca2+ currents by PT was almost completely abolished when MPG neurons were dialyzed with GDPβS (2mM, n=5) or pretreated overnight with pertussis toxin (PTX) (500 ng/mL, n=4). Compared with controls, the inhibitory effects of PT on Ca2+ currents

were decreased after application of -conotoxin GVIA ( -CgTx GVIA), a selective N-type Ca2+ channel blocker (from 42 6 to 28 4 %, n=4). Furthermore, PT inhibited FPL64176-induced L-type tail currents (40 5 %, n=7) as well as nimodipine and -CgTxGVIA-insensitive non-L/non-N type currents (26 4 %, n=4). In sympathetic MPG neurons, PT also inhibited T-type Ca2+ currents activated at low-voltages (49 5 %, n=5). Among various fractions of the PT, the Rg2 was an active component in modulating both HVA and T-type Ca2+ currents. Taken together these data suggest

that ginsenosides modulate Ca2+ currents via voltage-dependent and PTX-sensitive pathways in male rat MPG neurons. These results may provide fundamental basis for understanding action mechanisms of ginsenosides at cellular and molecular levels.