Presynaptic glycine receptors facilitate glutamate release onto hilar neurons in the rat hippocampus : 흰쥐 해마 hilar 신경세포에서 신경말단부 glycine 수용체에 의한 글루타민산 방출 증가

이은하 경북대학교 대학원 2009 국내박사

글라이신 수용체는 해마를 포함한 거의 모든 뇌 영역에 분포하고 있지만 그 생리학적 중요성에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 흥분성 신경말단부에 발현하는 시냅스전 글라이신 수용체의 흥분성 신경전달에 대한 역할을 규명하고자 하였다. 기계적으로 단리한 단일 해마 힐러 뉴런에 대하여, 전압고정 조건에서 전세포기록법을 이용하여 자발적인 흥분성 시냅스후 전류(sEPSC)를 기록하면서 그룹 II 대사성 글루타메이트 수용체 효현제를 투여하면 sEPSC의 빈도가 현저히 감소하였으므로 자발적인 흥분성 신경전달은 대부분이 태상섬유 유래로 사료된다. 이들 태상섬유 유래 흥분성 신경전달에 대하여 글라이신 수용체 효현제인 글라이신 또는 타우린을 투여하면 sEPSC의 빈도가 용량의존적으로 현저히 증가하였다. 이와 같은 sEPSC 빈도 증가 작용은 글라이신 수용체 억제제인 strychnine에 의해 완전히 억제되었으나, 클로라이드 이온통로 억제제인 picrotoxin에 의해서는 거의 억제되지 않았다. 또한 sEPSC 빈도 증가 작용은 아연에 의해 증가하였다. 약리학적 실험 결과, 시냅스전 글라이신 수용체 활성화는 태상섬유 말단부를 직접적으로 탈분극시켜 자발적인 글루타메이트 방출을 증가시켰다. Na-K-Cl 공수송체 억제제인 bumetanide를 투여하였을때 sEPSC 빈도 증가 작용이 현저히 억제된 결과로부터 시냅스전 글라이신 수용체의 탈분극 작용은 높은 신경말단부 클로라이드 이온농도에 기인함을 알 수 있었다. 본 연구결과로부터 시냅스전 글라이신 수용체는 자발적인 흥분성 신경전달을 증가시킴으로서 해마 신경회로의 흥분성을 조절할 것으로 사료된다. Although glycine receptors are found in most of the brain area including the hippocampus, their functional significance remains to be largely unknown. In the present study, it has been investigated the roles of presynaptic glycine receptors on excitatory nerve terminals in spontaneous glutamatergic transmission. In mechanically dissociated rat dentate hilar neurons attached with native presynaptic nerve terminals, spontaneous EPSCs (sEPSCs) were recorded by use of a conventional whole-cell patch recording technique under the voltage-clamp condition. The occurrence of sEPSCs was greatly reduced by group II metabotropic glutamate receptor activation. Exogenously applied glycine or taurine significantly increased sEPSC frequency in a concentration-dependent manner. This facilitatory effect of glycine was blocked by 1 mM strychnine, a specific glycine receptor antagonist, but not affected by 30 mM picrotoxin. In addition, Zn2+ (10 mM) potentiated the glycine action on sEPSC frequency. Pharmacological data suggested that the activation of presynaptic glycine receptors directly depolarizes glutamatergic terminals resulting in the facilitation of spontaneous glutamate release. Bumetanide (10 mM), a specific Na-K-2Cl cotransporter blocker, gradually attenuated the glycine-induced sEPSC facilitation, suggesting that the depolarizing action of presynaptic glycine receptors was due to a higher intraterminal Cl- concentration. The present results suggest that presynaptic glycine receptors on excitatory nerve terminals might play an important role in the excitability of dentate gyrus-hilus-CA3 network in the physiological and/or pathological conditions.

마우스 미측소핵의 아교질 신경세포에서 세로토닌, 아연, 비스페놀 A에 의한 글리신 반응 조절에 대한 연구

Hoang, Nguyen Thi Thanh 전북대학교 일반대학원 2020 국내박사

The lamina II, also called the substantia gelatinosa (SG), of the medullary dorsal horn (the trigeminal subnucleus caudalis, Vc), is thought to play an essential role in the control of orofacial nociceptive. Glycine, the main inhibitory neurotransmitter in the central nervous system (CNS), has been shown to contribute an essential role in the transference of nociceptive messages from the periphery to the higher brain regions. For this reason, if any compound alters the functional properties of this neurotransmitter in the SG neurons, it may modify significantly the pain-signaling messages proceeding from the orofacial region to the brain. This thesis consists of three parts which correspond with the study about the effect of serotonin, Zn2+, and bisphenol A to the glycine receptors on SG neurons of the Vc. Serotonin (also known as 5-hydroxytryptamine, 5-HT) is an important neurotransmitter in the CNS. 5-HT is concerned in nociceptive transmission through regulation of the descending pathways in the spinal level initiating in the rostral ventromedial medulla. In this study, the whole-cell patch-clamp technique was used to investigate the interaction of intracellular signal transduction between 5-HT and the glycine receptors on SG neurons of the Vc. In nine of 13 neurons tested (69.2%), pretreatment with 5-HT potentiated glycine-induced current (IGly). Among the classes of 5-HT receptor subtypes, my study demonstrated that the 5-HT2 receptor is responsible for the potentiation of 5-HT to the glycine responses. The next compound is Zn2+. Zn2+ is particularly abundant in the mammalian CNS. There are proofs demonstrated the role of Zn2+ in the modulation of voltage- and ligand-gated ion channels. However, little is known about the roles of Zn2+ in the modulation of the glycine responses in the SG neurons of the Vc. Also with the whole-cell patch-clamp technique, Zn2+ was proved to induce a potentiation of glycine receptor-mediated responses. This effect was concentration dependent, the mean inward currents induced by glycine increased correspond with the rise of Zn2+concentration. The last compound of my thesis is bisphenol A (BPA), one of the endocrine disrupter. BPA is reported to alter the morphological and functional characteristics of neuronal cells and to be an effector of a great number of ion channels in the CNS. However, the electrophysiological effects of BPA on the glycine receptors on SG neurons of the Vc have not been well studied yet. By the whole-cell patch-clamp technique, BPA was demonstrated to not show any effect on the glycine-induced inward current in the early neonatal mice (0-3 postnatal day mice). However, at the juvenile and adult groups, BPA enhanced the glycine–mediated responses. This modulation by BPA was proved to be involved in the heteromeric glycine receptors. In summary, the results have demonstrated that both 5-HT, Zn2+, and BPA can potentiate the glycine-induced responses in the SG neurons in mice. The interaction between these above compounds on the glycine receptor in the SG neurons provides additional knowledge about their role in the transmission of orofacial nociceptive information. 연수후각 아교질은 악안면 통증정보 전달 및 조절의 핵심 중추로 간주된다. 중추신경계에서 대표적인 억제성 신경전달물질로 알려진 glycine은 악안면 영역으로부터 상위 중추로 통증정보를 전달하는데 있어 중요한 신경전달물질로 작용한다. 따라서 연수후각 아교질 내에 존재하는 신경세포에서 glycine 반응성을 조절하는 물질은 악안면 통증정보의 전달 및 조절에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 마우스 미측소핵 아교질 신경세포에서 세로토닌, Zn2+ 및 bispenol A가 glycine의 반응성에 미치는 영향 및 작용 기전을 뇌절편을 이용한 패치클램프 기법을 통해서 규명하고자 하였다. 세로토닌(5-hydroxytryptamine, 5-HT)은 중추신경계에서 중요한 신경전달물질중의 하나로서 rostral ventromedial medulla (RVM)에서 기시하여 척수 수준으로 하행성 회로를 통해서 통증정보를 조절한다고 알려져 있다. 기록된 대다수의 세포에서, 세로토닌 전처리 시 glycine 반응성이 증가되었으며, 이러한 세로토닌에 의한 glycine 반응성의 증가는 세로토닌 수용체 아형 중 5-HT2 수용체가 관여됨을 확인하였다. Zn2+는 특히 포유류 중추신경계에서 막전압 의존성 및 리간드 의존성 이온통로의 활성 조절에 관여한다는 다수의 보고가 있으나 연수후각 아교질 신경세포에서의 작용 양상은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구를 통해서 Zn2+가 마우스 연수후각 아교질 신경세포에서 glycine 반응성을 증가시킨다는 사실을 패치클램프 기법을 통해서 확인하였다. Bisphenol A는 내분비 교란물질로 잘 알려진 물질로 신경세포의 형태학 및 기능적 특성을 변화시키고 중추신경계 내 다수 이온통로의 활성에 영향을 미친다고 보고되고 있으나 미측소핵 아교질 신경세포에서의 영향은 보고된 바가 거의 없다. 신생아 마우스(생후 0-3일) 미측소핵 아교질 신경세포에서 bisphenol A는 glycine 매개로 유발된 전류에 영향을 미치지 않았으나 사춘기 및 성체에서는 glycine 매개 반응성 증가를 유발함을 확인하였다. 본 연구를 통해서 얻은 결과로서 세로토닌, Zn2+ 및 bisphenol A가 중추신경계 내 대표적인 억제성 신경전달물질인 glycine의 반응성을 조절함으로서 악안면 통증조절의 잠재적인 표적물질이 될 수 있음을 시사해 주고 있다.

Molecular and physiological study of neuronal ligand gated receptors by Ergotamine

원우앤코아 전남대학교 대학원 2020 국내박사

α3β4 니코틴 아세틸 콜린 수용체는 니코틴 의존성 및 약물 남용에 관한 연구에서 중요한 역할을한다. 에르고 타민은이 질환에 대체 대체 약물이 거의 없을 때 편두통 환자에게 처음으로 사용되었습니다. 이 연구의 1 부에서, 연구는 α3β4 니코틴 성 아세틸 콜린 수용체 서브 타입 채널 활성에 대한 에르고 타민의 효과 및 아세틸 콜린을 갖는이 수용체에 대한 에르고 타민 조절의 분자 기반에 초점을 맞추었다. 아세틸 콜린-유도 된 내부 피크 전류 (IACh)에서 에르고 타민의 역할을 설명하기 위해, 인간 뉴런 α3β4 니코틴 성 아세틸 콜린 수용체 서브 유닛 cRNA를 먼저 제노 푸스 난 모세포에 주입하고 2 개의 전극 전압-클램프 기록 시스템에 의해 측정 하였다. 결과는 에르고 타민 및 아세틸 콜린의 공동 적용이 가역적 인 방식으로 농도-의존적이고 전압-의존적임을 제안 하였다. α3β4 nACh 수용체상의 에르고 타민 결합이 계산 된 도킹 자세 표현을 분석하여 α3β4 nACh 수용체에 작용하는 약물을 개선 또는 개발 하였다. 콜린성 작용을 매개하는 α3β4 nACh 수용체에 대한이 연구는 원치 않는 부작용을 우회하는 임상 적으로 효과적인 금연 치료제 및 진통제를 개발하는 방법을 만들 수있다. 종합하면,이 연구는 α3β4 nACh 수용체에서 에르고 타민의 조절이 밝혀졌다. α3β4 nACh 수용체의 잠재적 리간드를 제안 할 수 있습니다. 이 연구의 2 부에서, 에르고 타민은 제노 푸스 난 모세포에서 발현 된 인간 글리신 수용체 α1과의 역할을 명확히하기 위해 선택되었다. 이 수용체에 대한 에르고 타민의 약리학 적 특성은 글리신 수용체 α1을 발현하는 난 모세포에서의 전압-클램프 및 전류 램핑을 조사하면서 탐구되었다. 이 연구의 결과에 따르면, 에르고 타민은 글리신 유발 전류를 농도 의존적, 전압 의존적 방식으로 가역적으로 억제 할 수있다. 이 연구는 이중 잔기 N130 또는 F124에서 글리신 수용체 α1에 대한 에르고 타민의 약리학 적 조절에 대한 통찰력을 제공합니다. 글리신 수용체 α1의 잠재적 길항제를 제안 할 수있다. 이 발견은 글리신 수용체 조절 제로 작용할 수있는 잠재적 인 화합물에 대한 연구를 통해 특히 고혈압, 유전성, 깜짝 질환, 경련, 근육 이완 및 통증 완화를위한 치료 가능성 개발에 기여할 수있는 길을 닦을 수있었습니다. 또한, 첫 번째 연구는 글리신 수용체 α1의 세포 외 도메인 내에서 루프 E의 돌연변이 파괴를 나타내는 것으로 여겨졌다. 분자 메커니즘에 대한 이해는 추가 약리학 연구를 지원할 것입니다. III 부에서, 본 발명의 목적은 신규 한 위치에서 NMDA 수용체에 결합하여 그의 약리학 적 특성에 기초한 통찰력있는 잠재적 치료제를 얻는 새로운 활성 분자를 찾는 것이다. 에르고 타민은 NMDA 수용체의 이들 4 개의 표적 서브 유닛에서 글루타메이트 유발 전류를 억제 할 수있는 서브 타입-선택적 길항제 또는 조절 제로 확인되었다. 아형 NR1 / 2A에 대한 글루타메이트의 거동은 대부분 NMDAR의 다른 조사 된 소단위에 영향을 미쳤다. 이 수용체 채널을 발현하는 난 모세포에서 에르고 타민의 억제 반응을 농도-의존적 및 전압-의존적 방식으로 기록 하였다. 그것의 관여의 분자 메커니즘을 설명하기 위해, 다양한 돌연변이 복합체는 전압 클램프 기술과 돌연변이 유발 연구를 통해 비교되었다. 결과는 에르고 타민이 7.8 ± 1.1μM에서 IC50의 값 및 힐 계수 nH = 1.3 ± 0.2의 잔기 V169 및 N466 둘 다에서 NR1a / NR2A 서브 유닛 수용체와 상호 작용할 수 있음을 암시 하였다. 잠재적 위치에서 에르고 타민과 NR1 / 2A 서브 유닛 수용체 사이의 가장 적합한 도킹 입체 구조가 제안되었다. α3β4 nicotinic acetylcholine receptors have importance role in researching about nicotine dependence and drug abuse. Ergotamine had been used firstly for migraine patient when there are mostly none of alternative specific drug for this disease. In part I of this study, research focused on the effect of ergotamine on the α3β4 nicotinic acetylcholine receptor subtype channel activity and the molecular basis of the regulation of ergotamine on this receptor with acetylcholine. To elucidating the role of ergotamine on acetylcholine-elicited inward peak currents (IACh), the human neuron α3β4 nicotinic acetylcholine receptor subunit cRNAs first was injected into Xenopus oocyte and measured by two electrode voltage-clamp recording system. Results suggested that co-application of ergotamine and acetylcholine was concentration-dependent and voltage-dependent in reversible manner. The computational docking pose representation where ergotamine bind on the α3β4 nACh receptors was analyzed to improve or develop drugs acting on α3β4 nACh receptors. This study on α3β4 nACh receptors mediating cholinergic actions may pave the way for the development of nicotine detoxification therapeutics clinically effective smoking cessation therapeutics and analgesics that circumvent unwanted side effects. Taken together, this study revealed that the modulation of ergotamine on α3β4 nACh receptors. It may suggest a potential ligand of α3β4 nACh receptors. In part II of this study, ergotamine was chosen to clarifying its role with human glycine receptor α1 expressed in Xenopus oocytes. The pharmacological properties of ergotamine on this receptor was explored under investigating the voltage-clamp and current ramping on oocytes expressing glycine receptor α1. According results in this study, ergotamine could suppress the glycine-evoked current in concentration-dependent, voltage-dependent manner reversibly. This study provide insight into the pharmacologically modulation of ergotamine on glycine receptor α1 at double residues N130 or F124. It may suggest a potential antagonist of glycine receptor α1. This finding could pave the way in contribution of therapeutic possibilities development especially for hyperekplexia, hereditary, startle disease, spasticity, muscle relaxation and pain relief through by researching about potential compounds which could worked as glycine receptor modulator. Moreover, it was believed as the first study presented the disruption of mutation in loop E within extracellular domains of glycine receptor α1. The understanding on its molecular mechanism will support for further pharmacology studies. In part III, my purpose herein are finding a new active molecule which could bind on NMDA receptors at novel site to gaining insight potential therapeutics based on its pharmacological properties. Ergotamine was identified as a subtype-selective antagonists or modulators which could inhibit glutamate-evoked current on these four target subunits of NMDA receptors. The behavior of glutamate on subtype NR1/2A were impacted mostly among other investigated-subunits of NMDARs. The inhibitory response of ergotamine on oocytes expressing this receptor channel were recorded in concentration-dependent and voltage-dependent manner. To elucidate the molecular mechanism of its involvement, various mutation-complexes were compared through by voltage-clamp technology and mutagenesis studies. Results implied that ergotamine could interacted with NR1a/NR2A subunits receptors at both residues V169 and N466 with the value of IC50 at 7.8 ± 1.1µM and Hill coefficient nH = 1.3 ± 0.2. The best-fit docking conformation between ergotamine and NR1/2A subunits receptors at potential site was suggested.

마우스 삼차신경 미측소핵 아교질 신경세포에 대한 모노터펜의 억제성 작용

장선희 전북대학교 일반대학원 2022 국내박사

Monoterpenes, as a major constituent of essential oils extracted from plants, are known to have various physiological activities, including analgesic effects. Although many studies have demonstrated that various monoterpenes have anti-nociceptive effects and can modulate neuropathic and inflammatory pain, little is known the mechanism of action of monoterpene in the trigeminal subnucleus caudalis (Vc), which is a principal site that relays orofacial nociceptive information to higher brain centers. The Vc is also called medullary dorsal horn because its structure and function are similar to those of spinal dorsal horn, and the substantia gelatinosa (SG) area of Vc is known to be a key part for processing and transmitting orofacial pain information. Therefore, in this study, to investigate direct effect and action mechanism of monoterpene on SG neurons of the Vc, whole-cell patch clamp technique was applied and statistical analysis was performed on electrophysiological data. In the voltage-clamp mode, geraniol induced repeatable and concentration- dependent inward currents under the condition of high chloride pipette solution. Geraniol-induced responses were sustained in the presence of tetrodotoxin, a voltage-gated Na+ channel blocker, 6-cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione (CNQX) and DL-2-Amino-5-phosphonovaleric acid (DL-AP5), ionotropic glutamate receptor antagonists. However, geraniol-induced responses were relatively attenuated by picrotoxin, a GABA_A receptor antagonist and/or strychnine, a glycine receptor antagonist. Furthermore, GABA- and glycine-induced responses were enhanced in the presence of low concentration of geraniol. α-Terpineol also induced reproducible and dose-dependent inward currents under the condition of high chloride pipette solution. α-Terpineol-induced responses were maintained in the presence of tetrodotoxin, CNQX and DL-AP5. However, α-terpineol-induced responses were partially suppressed by picrotoxin and/or strychnine. Moreover, GABA- and glycine-induced responses were considerably increased in the presence of low concentrations of α-terpineol. Equally, isopulegol induced reversible and repetitive inward currents under the condition of high chloride pipette solution. Isopulegol-induced responses were increased in a concentration-dependent manner and there were no significant changes in the presence of tetrodotoxin, CNQX and DL-AP5 or strychnine. However, isopulegol-induced responses were significantly inhibited by picrotoxin. In addition, GABA- and glycine-induced responses were enhanced in the presence of low concentrations of isopulegol. Taken together, three monoterpenes used in this study exerted inhibitory actions on SG neurons of Vc through activation of GABA_A and/or glycine receptor and acted as positive modulators of GABA or glycine receptors. These results suggest that monoterpenes have inhibitory neurotransmitter mimetic actions through the activation of GABA_A and/or glycine receptors in the SG area of the Vc, and provide new evidence that monoterpenes may be involved in orofacial pain modulation at the central level. 모노터펜은 식물에서 추출되는 에센셜 오일의 주성분으로서 진통 효과뿐만 아니라 항산화, 항염, 항균, 항암, 항경련, 항불안 등의 다양한 약리학적 활성을 가지고 있는 것으로 보고되었다. 비록 많은 연구들을 통해 여러 종류의 모노터펜에서 항통각수용성 효과가 있고 염증성 및 신경병증성 통증을 조절할 수 있음이 입증되었으나 구강안면 통증정보 전달의 핵심 중추로 알려진 삼차신경 미측소핵에서 모노터펜의 작용 기전은 거의 밝혀진 바가 없다. 삼차신경 미측소핵은 척수후각의 구조와 기능이 유사하여 연수후각이라고도 불리며, 연수후각 내 아교질 영역은 악안면 통증정보 처리 및 전달에 중요한 역할을 하는 부위로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 마우스 미측소핵 아교질 신경세포에서 모노터펜의 직접적인 영향 및 작용 기전을 규명하기 위해 전세포 패치클램프 기법을 적용하였다. 게라니올은 연수후각 아교질 신경세포에서 반복적이고 농도의존적인 내향성 전류를 유발하였으며, Na+ 채널 차단제인 TTX 및 이온성 glutamate 수용체 길항제인 CNQX와 AP5 존재 시 게라니올에 의해 유발된 반응이 유지되었으나, GABA_A 수용체 길항제인 picrotoxin 또는/그리고 glycine 수용체 길항제인 strychnine 존재 시 게라니올 유도성 반응의 크기가 유의하게 감소하였다. 뿐만 아니라 저용량의 게라니올을 전처리하였을 때 GABA 및 glycine 유도성 전류의 크기가 증가하였다. 다음으로, 알파-테르피네올 역시 연수후각 아교질 신경세포에서 반복 가능하며 농도의존적인 내향성 전류를 유발하였으며, TTX 및 CNQX와 AP5 적용 시에도 알파-테르피네올 유도성 반응은 유지되었다. 그러나 picrotoxin 또는/그리고 strychnine 존재 하에서는 알파-테르피네올에 의해 유도된 반응이 부분적으로 억제되었으며, 저용량의 알파-테르피네올 전처리 시 GABA 및 glycine 유도성 반응이 유의하게 증가하였다. 마찬가지로, 이소풀레골도 연수후각 아교질 신경세포에서 가역적이고 반복적인 내향성 전류를 유발하였다. 이소풀레골 농도에 따라 반응의 크기가 증가하는 양상을 보였으며, TTX 및 CNQX와 AP5, strychnine 존재 하에서도 이소풀레골 유도성 반응은 유의한 차이를 보이지 않았다. 하지만 picrotoxin 존재 하에서는 이소풀레골에 의해 유발된 반응이 일부 감소하였고, 저용량의 이소풀레골 전처리 시 GABA 및 glycine 유도성 반응이 유의하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 종합해보면 본 연구에 사용된 세 가지의 모노터펜은 연수후각의 아교질 신경세포에서 GABA_A 수용체 그리고/또는 glycine 수용체를 활성화시켜 억제성 효과를 보였으며, GABA 유도 반응 및 glycine 유도 반응을 향상시켰다. 이러한 결과는 모노터펜이 연수후각의 아교질 영역에서 GABA_A 그리고/또는 glycine 수용체 활성화를 통해 억제성 신경전달물질 모방 작용을 가지며, 중추 수준에서 모노터펜이 구강안면 통증 조절에 관여할 수 있다는 새로운 증거를 제공한다.

Synaptic Pattern of Glycine Receptor Subunits upon the Direction-selective Retinal Ganglion Cells : 마우스 망막에서 방향특이성 신경절세포의 Glycine 수용체의 시냅스 패턴

김항구 경북대학교 대학원 2016 국내석사

움직임을 인식하는 것은 시각의 기능에서 매우 중요하다. 방향특이성 신경절세포는 정방향(preferred direction)으로 움직이는 물체에 대해서는 강하게 반응하지만, 반대방향(null direction)으로 움직이는 물체에 대해서는 반응하지 않거나 매우 약하게 반응한다. Glycine은 망막을 포함한 중추신경계에서 주요한 억제성 신경전달물질이다. 본 연구에서는 특정방향에 대한 선호도를 나타내는 방향특이성의 이방성을 이해하기 위해 마우스 망막의 방향특이성 신경절세포의 수상돌기에 Glycine 수용체의 분포를 조사했다. 방향특이성 신경절세포는 Lucifer yellow를 주사하여 형태학적 특징으로 동정하였다. 방향특이성 신경절세포에서 Glycine 수용체 α1과 α2의 분포도를 확인하기 위해 면역세포화학법을 사용하였다. 수상돌기, PSD-95와 Glycine 수용체의 삼중표지는 공초점 현미경에 의해 시각화되었고 고해상도의 공초점현미경 이미지를 통해 재구성 되었다. 우리는 방향특이성 신경절세포의 ON, OFF 수상돌기 모두에서 Glycine 수용체 α1과 α2의 분포도의 비대칭성을 찾아볼 수 없었다. 이번 연구의 결과는 Glycine은 방향특이성 신경절세포의 기작에서 억제성 신경전달 물질로써 관여하지만, 방향특이성 기작에 직접적으로 연관되어 있지 않는 것을 제시한다. 따라서 Glycine과 방향특이성 신경절세포간의 상호작용에 대한 더 깊은 연구가 필요할 것으로 생각된다. The recognition of image motion is very important to vision. Direction-selective retinal ganglion cells (DS RGCs) respond weakly or do not respond to a stimulus that moves in the opposite or null direction, but respond strongly to a stimulus that moves in their preferred direction. Glycine is a major inhibitory neurotransmitter in the central nervous system, including the retina. In this study, we investigated distributions of glycine receptor (GlyR) α1 and α2 subunits on the dendritic arbors of DS RGCs in the mouse retina to understand anisotropies which might contribute to directional preference for direction selectivity. Lucifer yellow was injected into DS RGCs, and the cells were identified their characteristic morphology. To identify distribution of GlyR α1 and α2 subunits on the DS RGCs, immunocytochemistry was carried out. The triple-labeled images of dendrites, postsynaptic density protein-95 (psd-95) and GlyR subunits were visualized by confocal microscopy and were reconstructed by high-resolution confocal images. We found no evidence of asymmetry in GlyR α1 and α2 subunits examined on the dendritic arbors of both ON and OFF layers of DS RGCs. The present results suggest that glycine is involved inhibitory neurotransmitter in mechanism of DS RGCs, but it is not crucial to indicate the direction selectivity. Further studies are needed for investigation into the better understanding of the relation between glycine and DS RGCs.

Decreased Expression of 행동이상 포고마우스의 소뇌에서 감소된 Glycine Receptors의 발현

손진아 건양대학교 대학원 2009 국내석사

본 연구는 한국산 야생 마우스로부터 유래된 선천성 행동이상 마우스인 Pogo 마우스의 소뇌에서 Glycine Transporter 2 (GlyT2)의 발현과 분포의 차이, 그리고 단백질량의 차이을 조사하였다. GlyT2는 억제성 신경연접의 presynaptic site에 존재하며 synaptic cleft의 glycine를 reutake 하여 신경전달을 종결시킨다. GlyT2의 면역반응은 대조군과 Pogo 마우스의 소뇌겉질과 소뇌핵에서 관찰되었으며 소뇌벌레의 앞구역과 중앙구역, 소뇌핵에서 대조군에 비해 Pogo 마우스에서 통계적으로 유의하게 감소하였다. 또한 본 연구를 통해 Pogo 마우스 소뇌핵에 존재하는 glycinergic neuron이 대조군에 비해 현저히 감소함을 확인하였으며 이 같은 감소는 통계적으로 유의하였다. 소뇌핵의 glycinergic neuron의 감소는 소뇌 output의 흥분성을 증가시켜 Pogo의 운동실조를 유발할 것으로 사료된다. 이상의 결과로 선천성 행동이상 Pogo 마우스 소뇌에서 GlyT2의 감소는 소뇌의 억제성 신경전달에 변화를 초래하여 결과적으로 Pogo 마우스의 행동이상 발생에 기여함을 확인하였다. The Pogo mouse is an ataxic mutant that arose spontaneously from an in bred Korean wild mouse. The pathological manifestations of Pogo mouse include involuntary movements of extremities, difficulty in maintaining posture and side-to-side stability, faulty coordination between movements of the limbs and the trunk, and inability to walk straight. The glycine transpoter 2 (GlyT2) is present in neuron of the spinal cord, the brain stem and the cerebellum. GlyT2 mediates intracellular glycine transport and is expressed selectively in glycinergic neuron. GlyT2 knockout mice displaying a complex neurological phenotype characterized by spasticity, rigid muscle tone, strong spontaneous tremor and a severely impaired right reflex. The glycine transporter may play some role in cerebellum of ataxic mutant mice. This study aimed for investigation of relationship between the atxic Pogo mice and glycine transporter. In this study, GlyT2 immunohistochemical stain in the cerebellum of ataxic Pogo mice and control mice. GlyT2 immunoreactivity was present in the Golgi cells, Purkinje cells, candelabrum cells, stellate cells, basket cells, and deep cerebellar nuclei. we observed decreased GlyT2 immunoreactivity in cerebellar cortex and deep cerebellar cortex in ataxic Pogo mice. also, GlyT2 expression in western blotting analysis was decreased in the ataxic Pogo mice. These decreased GlyT2 immunoreactivity of Purkinje cells and deep cerebellar nucei result in, hyperexcitability accompanied by high muscular tone, impaired motor coordination.

사춘기전 마우스 미측소핵의 아교질 신경세포에서 시트랄의 억제성 신경전달 조절에 대한 연구

Thao, Nguyen Thi Phuong 전북대학교 일반대학원 2020 국내석사

Citral (3,7-dimethyl-2,6-octadienal) is a monoterpene aldehyde consisting of isomers geranial and neral chemically. The substantia gelatinosa (SG) of the trigeminal subnucleus caudalis (Vc) is admitted as a key site of receiving and regulating orofacial nociceptive inputs. Although citral is known to be involved in antinociception, the action mechanism of citral on the SG neurons of the Vc has not been fully understood yet. In this study, I examined the direct membrane effects of citral and how citral mediates responses on the SG neurons of the Vc in juvenile mice using a whole-cell patch-clamp technique. Under high chloride pipette solution, citral showed repeatable inward currents that persisted in the presence of tetrodotoxin, a voltage-gated Na+ channel blocker, and 6-cyano-7-nitro-quinoxaline-2,3-dione, a non-N-methyl D-aspartate (NMDA) glutamate receptor antagonist, 2-amino-5-phosphonopentanoic acid, an NMDA receptor antagonist. However, the citral-induced inward currents were partially blocked by picrotoxin, a gamma-aminobutyric acid (GABA) type A receptor antagonist, or by strychnine, a glycine receptor antagonist. Further, the citral-induced responses were almost blocked by picrotoxin with strychnine. I also found that citral exhibited additive effect with GABA-induced inward currents and glycine-induced inward currents were potentiated by citral. In addition, citral suppressed the firing activities by positive current injection on the SG neurons of the Vc. Taken together, these results indicate that citral has glycine- and/or GABA-mimetic actions and suggest that citral might be a potential target for orofacial pain modulation by the activation of inhibitory neurotransmission in the SG area of the Vc. keywords : Citral, GABAA receptor, Glycine receptor, Patch-clamp, Substantia gelatinosa neuron

Anti-anxiety effect of methanolic extract of Pericarpium zanthoxyli : potential role of strychnine-sensitive glycine receptor

김태은 경희대학교 일반대학원 2015 국내박사

Purpose: Pericarpium zanthoxyli has a variety of effect, such as anti-oxidative and anti-inflammatory effects. However, its action in the central nervous system remains to be characterized. In the present study, we tested to see whether methanolic extract of Pericarpium zanthoxyli exerts anti-anxiety effects and also explored its potential mechanism of anti-anxiety activity in vivo. In dental clinic, most of the patients concern the pain during treatment and feel high anxiety before the treatment start. Control of patients' anxiety is crucial and if possible, the unartificial ingredient to control patients' anxiety would be preferred than artificial ingredients. Methods: The staircase test, elevated plus maze test, rota-rod treadmill test and convulsions induced by strychnine and picrotoxin on mice were tested to identify potential mechanism of anti-anxiety activity of the Pericarpium zanthoxyli extract. Results: Pericarpium zanthoxyli (10 mg/kg, p.o.) significantly reduced rearing numbers in the staircase test while it increased the time spent in the open arms as well as the number of entries to the open arms in the elevated plus maze test, suggesting that it has a significant anti-anxiety activity. Furthermore, Pericarpium zanthoxyli extract inhibiting strychnine-induced convulsion, however, the extract has little effect on picrotoxin-induced convulsion: suggesting that its anti-anxiety activity may be linked to strychnine-sensitive glycine receptor and not be GABA receptor. Conclusion: These results suggest that the Pericarpium zanthoxyli extract could be beneficial for the control of anxiety.

Zinc modulation of glycine receptors in acutely isolated rat CA3 pyramidal neurons : 급성 단리한 흰쥐 해마 CA3 추체세포에 발현되는 글라이신 수용체에 대한 아연의 작용

박은주 경북대학교 대학원 2008 국내석사

아미노산의 일종인 글라이신은 척수 및 뇌간 영역에서 주요한 억제성 신경전달물질로 작용을 하며, 그 억제 작용은 strychnine-감수성 이온통로 연계형 글라이신 수용체를 활성화함으로써 나타난다. 글라이신 수용체는 대뇌피질, 해마를 포함한 뇌 조직에도 발현되고 있지만, 중추신경계에 있어서 글라이신 수용체의 생리학적 기능 및 약리학적 특성에 대해서는 거의 알려진 바가 없는 실정이다. 본 연구에서는 전기생리학적 기법인 전세포 전압고정 기록법을 이용하여 급성 단리한 흰쥐 해마 CA3 추체세포에 발현되는 글라이신 수용체의 약리학적 특성을 규명하고자 하였다. 글라이신 및 글라이신 수용체의 내인성 효현제의 하나인 타우린은 CA3 추체세포에서 용량의존적으로 클로라이드 전류를 유발시켰으며, 글라이신에 의해 유발된 클로라이드 전류는 글라이신 수용체 길항제인 strychnine 및 picrotoxin에 의해 용량의존적으로 억제되었다. 따라서, CA3 추체세포는 기능적인 strychnine-감수성 이온통로 연계형 글라이신 수용체를 발현하고 있는 것으로 사료된다. 한편, 글라이신에 의해 유발된 클로라이드 전류는 낮은 농도의 아연에 의해서는 증강되었지만, 높은 농도의 아연에 의해서는 억제되는 등, 아연의 농도에 의존하여 글라이신 수용체 기능이 조절됨을 알 수 있었다. CA3 추체세포로 투사하는 흥분성 신경인 태상섬유로부터 유의한 농도의 아연이 방출되는 점을 고려하면, 내인성 아연에 의한 글라이신 수용체 기능 조절은 CA3 추체세포의 흥분성 조절 뿐만아니라 추체세포에 있어서 기본적인 억제 정도의 증가에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

Molecular basis for dynamic change in the ion selectivity of anion channels

전익현 Graduate School, Yonsei University 2017 국내박사