흰쥐 교감신경세포에서 Norepinephrine 에 의한 칼슘전류 억제에 미치는 Protein Kinase C 의 역할 = Role of Protein Kinase C on Norepinephrine Induced Inhibition of Calcium Current in Rat Sympathetic Neurons

국문 초록 (Abstract)

지금까지 각종 신경전달물질의 칼슘통로 억제 효과는 일반적으로 protein kinase 의 관여없이 G-protein mediated, membrane-delimited mechanism$^{1)}$ 으로 설명되어왔다. 그러나 최근들어 protein kinase C (PKC)의 활성화가 몇몇 신경전달물질에 의한 칼슘통로 억제효과를 야기하는 중요한 세포내 기전으로 보고되고 있다 그러므로 본 연구에서는 흰쥐 교감신경뉴론을 대상으로 하여 whole cell patch clamp technique을 사용하여 칼슘전류를 기록하고, 세포밖에 norepinephrine (NE)과 함께 PKC agonist 인 phorbol-12, 13-dibutyrate (PDBu)을 투여하면서 PDBu 전 처치로 인하여 NE 에 의한 칼슘전류 억제에 어떤 변화가 초래되는 지를 분석함으로써, 신경전달물질의 칼슘전류 억제효과시 PKC의 역할을 밝히고자 하였다. PDBu (500 nM) 처치는 칼슘전류의 크기를 증가시켰으며 이는 막전압 의존성을 보여 -10 mV ~ +10 mV 의 저분극 자극시 가장 크게 전류크기가 증가하였다. 또한 PDBu 처치는 tail current 의 deactivation을 느리게 하였다. PDBu 는 NE 에 의하여 활성화되는 pertussis toxin 예민성 G protein pathway를 통한 칼슘전류 억제를 감소시켰다. 비특이적인 protein kinase 길항제인 staurosporine (1 $\mu$M) 을 전처치 하고 PDBu를 투여하면 PDBu의 칼슘전류 크기 증가 효과가 소실되었으며 또한 NE에 의한 칼슘전류 억제를 해제하는 PDBu 의 조절효과도 소실되었다. 이상의 결과로부터 Protein Kinase C 가 활성되면 G protein을 경유하여 나타나는 칼슘전류 억제 효과가 소실된다고 결론지을 수 있다. Protein Kinase C 에 의하여 인산화되는 부위가 G-protein 인지 혹은 칼슘통로인 지에 관한 해답을 얻기 위하여는 추후 연구가 진행되어야 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The signal transduction pathway for most neurotransmitter induced inhibition of $Ca^{2+}$ channels in sympathetic neurons involves a G-protein mediated, membrane-delimited mechanism without the participation of any known protein kinase. However, activation of protein kinase C (PKC) has been proposed as one of the intracellular mechanisms mediating some neurotransmitter induced $Ca^{2+}$ channel inhibition. In the present study, we investigated the effects of phorbol-12, 13-dibutyrate (PDBu) on $Ca^{2+}$ channel currents of acutely dispersed neurons from adult rat superior cervical ganglion (SCG) neurons using whole cell variant of the patch clamp technique. PDBu (500 nM), the activator of PKC, increased $Ca^{2+}$ channel currents and retarded the deactivation of tail currents. The effects of PDBu were voltage dependent and the maximal increase in the current amplitudes was observed between -10 to 10 mV (n=4). PDBu attenuated $Ca^{2+}$ current inhibition induced by norepinephrine (NE), which modulates $Ca^{2+}$ channels via a pertussis toxin (PTX)-sensitive pathway. Inhibition of PDBu by staurosporine (1 $\mu$M) blocked the effects of PDBu on current amplitudes and NE-induced G-protein mediated inhibition of $Ca^{2+}$ currents. Further experiment should be done to know if G-protein or $Ca^{2+}$ channel itself is the target of PKC phosphorvlation.phosphorvlation.