흰쥐 주골반 신경절에서 GABA 활동성의 조절

Abstract

[한글]

중추신경계에서 γ-aminobutyric acid(GABA)는 억제성 신경전달물질로 잘 알려져왔다. 하지만 자율신경계에서 GABA의 기능적인 역할은 충분히 규명되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 흰쥐 주 골반 신경절(major pelvic ganglion; MPG) 세포에서 GABA 활성화 전류의 특성과 조절을 whole-cell 및 gramicidin perforated patch 방법을 통하여 알아보고자 하였다. MPG 신경세포는 T-형 칼슘 전류 존재 유무에 따라 두가지 군으로 나뉘어 진다. T-형 칼슘 전류가 존재하는 교감 신경세포에서 GABA는 내향성 전류를 유발하였으며, T-형 칼슘 전류가 존재하지 않는 부교감 신경세포에서는 동일한 조건하에서 GABA에 의한 내향성 전류가 유발되지 않았다. 또한 교감 신경세포에서 GABAA 수용체 면역반응이 나타났으며, 이는 tyrosine hydroxylase와 같이 염색이 되었다. GABA 활성화 전류는 농도의존적 반응을 보였으며 EC50는 7.3 μM 이었다. GABAA 수용체 차단제인 bicuculline이나 picrotoxin(100 μM)을 전처치 하였을 경우 GABA에 의한 내향성 전류는 현저히 억제되었으나, GABAC 수용체 차단제인 TPMPA(10 μM)에 의해서는 아무런 영향을 받지 않았다. Zolpidem은 GABA 전류를 증가시켰으며, 반면에 inverse benzodiazepine 효현제인 DMCM은 GABA 전류를 억제시켰다. GABA 활성화 전류는 pentobarbital과 loreclezole에 의해 증가되었으며, furosemide에 의해서는 영향을 받지 않았다. Zinc와 cadmium은 GABA 전류를 현저히 억제하였으나, lanthanium은 유의한 효과를 나타내지 않았다. 막전류 고정법 하에서 GABA는 막전압을 탈분극시켰으며, 동시에 세포내 칼슘 농도를 증가시켰다. 이상의 실험결과로 미루어 볼 때, GABA는 MPG의 교감 신경세포에 발현된 GABAA 수용체를 활성화 시켜 세포의 생리적 조절에 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.

[영문]

In central nervous system, γ-aminobutyric acid (GABA) has been well known to act as an inhibitory neurotransmitter. To date, however, the functional role of GABA remains unclear in autonomic nervous system. In present study, thus, we characterized the GABA-activated currents and their modulation in acutely dissociated rat major pelvic ganglion (MPG) neurons using whole-cell and gramicidin-perforated patch clamp techniques. MPG neurons are divided into two subpopulations based on the presence and absence of T-type Ca2+ channels. In sympathetic neurons expressing low-threshold T-type Ca2+ channels, application of GABA activated Cl- currents, whereas it did not induce any responses in parasympathetic neurons lacking T-type Ca2+ channels. Futhermore, immunoreactivity to GABAA receptor was identified in only sympathetic neurons, which were double-labeled with tyrosine hydroxylase (TH) antibody. The GABA-induced currents were concentration-dependent and their EC50 was 7.3 μM. The pretreatment with bicuculline or picrotoxin (100 μM), GABAA receptor antagonists, completely blocked the GABA-induced currents, while TPMPA (10 μM), a GABAC receptor antagonist, did not. Zolpidem enhanced GABA-induced currents, whereas methyl-6,7-dimethoxy-4-ethyle-β-carboline-3-carboxylate (DMCM), an inverse benzodiazepine agonist, inhibited those currents. GABA-activated currents were also enhanced by pentobarbital and loreclezole, but not by furosemide. Zinc and Cadmium blocked GABA-activated currents with high affinity, but lanthanium did not significantly alter those current. Under curret-clamp mode, GABA produced significant membrane depolarization and increased intracelluar Ca2+ concentration. Taken togehter, our data suggest that GABA may play physiological roles mainly through activating GABAA receptors expressed in sympathetic neurons of rat MPG.