억제성 신경전달 물질 GABA의 잘 조화된 신경활설 조절은 성숙한 뇌의 안정적 기능 수행에 아주 중요한 부분이다. 최근의 연구결과는 기존에 알려진 GABA의 신경연접부 억제전류(IPSCs)에 더하여 늘 긴장성 GABAA 전류의 존재를 보여주고 있다. 순간적으로 전류의 크기가 ...

억제성 신경전달 물질 GABA의 잘 조화된 신경활설 조절은 성숙한 뇌의 안정적 기능 수행에 아주 중요한 부분이다. 최근의 연구결과는 기존에 알려진 GABA의 신경연접부 억제전류(IPSCs)에 더하여 늘 긴장성 GABAA 전류의 존재를 보여주고 있다. 순간적으로 전류의 크기가 변화하는 IPSCs는 달리 긴장성 GABAA전류는 상대적으로 일정한 억제성 전류를 만들고 있다고 생각된다. 그러나 이들 긴장성억제 전류의 생리적 기능에 대해서는 아직 잘 알려져 있지 않으며, 더욱이 자율 신경계 활성이나 신경내분비 기능 조절에 연관된 신경세포군에서는 아직 이러한 긴장성 전류의 존재 여부조차 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 이들 세포군에서 GABAA 수용체에 의하여 기존의 IPSCs와는 다른 긴장성 억제전류가 존재하고 있음을 확인하고, 그 생리학적 의미를 확인하였다. 쥐의 대되 시상하부 절편에서 자율신경 조절 및 신경내분비를 담당하는 세포를 대상으로 신경연접부 전류를 기록하였다. GABAA 길항제 bicuculline은 IPSCs의 억제와 함께 긴장성 전류의 억제를 보여주었다. 반면, 다른 종류의 GABAA 길항제 gabazin은 긴장성 전류의 변화 없이 IPSCs의 억제를 나타내었다. 아울러 흥미로운 결과는 gabazin에 의한 IPSCs의 선택적 억제는 이들 신경세포의 막전압 및 활동전압 발생에 영향을 주지 않았으나, bicuculline에 의한 긴장성 전류의 추가적인 억제는 막전압의 탈분극과 더불어 활동전압 발생빈도의 현저한 증가를 나타내었다. 이러한 결과는 자율신경활성조절 신경세포 및 옥시토신이나 바소프레신을 분비하는 신경내분비 세포들에 IPSCs에 함께 긴장성 전류를 매개하는 새로운 종류의 GAGAA 수용체가 존재하며, 이들은 기존의 IPSCs를 통한 신경전달 기전보다 강한 신경활성 조절을 가지고 있을을 보여 준다.

In addition to fast, phasic inhibition, GABA activates a GABAA receptor-mediated tonic current. The physiological role of tonic inhibition remains so far uncertain. Moreover, whether this alternative mode of inhibition is present in PVN neurons is unk ...

In addition to fast, phasic inhibition, GABA activates a GABAA receptor-mediated tonic current. The physiological role of tonic inhibition remains so far uncertain. Moreover, whether this alternative mode of inhibition is present in PVN neurons is unknown. Here, we demonstrate that GABAA tonic current in preautonomic and neurosecretory PVN and SON neurons exhibits different pharmacological properties and physiological roles from fast inhibitory synaptic currents. Spontaneous postsynaptic (sIPSC) and tonic GABAergic currents were recorded from RVLM-projecting and magnocellular PVN/SON neurons in hypothalamic slices. In addition to blocking sIPSCs, the GABAA receptor antagonist bicuculline decreased a "background", tonic current in both neuronal types. In contrast, sIPSCs, but not the tonic current was inhibited by the low affinity GABAA antagonist gabazin. Interestingly, while blockade of phasic inhibition induced minimal membrane depolarization, inhibition of the tonic current caused more robust membrane depolarization, inducing firing discharge in 75% of neurons tested. Thus, in PVN preautonomic and PVN/SON neuroendocrine neurons, GABAA receptor, possibly of different molecular configuration, mediate both phasic and tonic inhibition, the latter having an overall stronger influence on membrane potential and firing activity.

최근의 연구결과는 중추의 억제성 신경전달물질 GABA에 의한 신경연접부의 억제성 연접 후 전류 (IPSCs)에 더하여 긴장성 GABAA 전류의 존재를 보여주고 있다. 이들 전류는 신경연접부 밖에 존재하는 GABAA 수용체에 의하여 매개되는 것으로 생각된다. 그러나 이들 긴장성 ...

최근의 연구결과는 중추의 억제성 신경전달물질 GABA에 의한 신경연접부의 억제성 연접 후 전류 (IPSCs)에 더하여 긴장성 GABAA 전류의 존재를 보여주고 있다. 이들 전류는 신경연접부 밖에 존재하는 GABAA 수용체에 의하여 매개되는 것으로 생각된다. 그러나 이들 긴장성억제 전류의 생리적 기능에 대해서는 아직 잘 알려져 있지 않다. 더욱이 자율 신경계 활성이나 신경내분비 기능 조절에 연관하여 뇌실옆핵 (PVN)에서는 아직 이러한 긴장성 억제기전이 존재하는지 여부조차 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 뇌간에 분지하는 PVN 신경세포 및 신경내분비 세포에서 GABAA 수용체에 의하여 기존의 IPSCs와는 다른 긴장성 억제전류가 존재하고 있음을 확인하고, 그 생리학적 의미를 확인하였다. PVN 및 SON를 포함한 대되 시상하부 절편에서 뇌간의 교감신경 중추 (RVLM)에 분지하는 PVN 신경세포 및 PVN/SON의 신경내분비 세포에서 신경연접부 전류를 기록하였다. GABAA 길항제 bicuculline은 두 종류의 세포 모두에서 IPSCs의 억제와 함께 긴장성 전류의 억제를 보여주었다. 반면, 다른 종류의 GABAA 길항제 gabazin은 긴장성 전류의 변화 없이 IPSCs의 억제를 나타내었다. 아울러 흥미로운 결과는 gabazin에 의한 IPSCs의 선택적 억제는 이들 신경세포의 막전압 및 활동전압 발생에 영향을 주지 않았으나, bicuculline에 의한 긴장성 전류의 추가적인 억제는 막전압의 탈분극과 더불어 활동전압 발생빈도의 현저한 증가를 나타내었다. 한편, picrotoxin을 통한 긴장성 전류의 억제에 의하여도 신경세포의 흥분성 증가가 재현되었다. 이러한 결과는 RVLM에 분지하는 PVN 신경세포 및 옥시토신이나 바소프레신을 분비하는 신경내분비 세포들에 IPSCs에 함께 긴장성 전류를 매개하는 새로운 종류의 GAGAA 수용체가 존재하며, 이들은 기존의 IPSCs를 통한 신경전달 기전보다 강한 신경활성 조절을 가지고 있을을 보여 준다.

본 연구에서는 자율신경 및 신경내분비계의 활성조절과 연관하여 최초로 긴장성 GABAA 전류의 존재를 확인하고, 이들 세포군의 신경활성 조절에서 기존에 널리 알려진 시냅스 전류와는 다른 양상의 신경조절 기전을 매개할 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과 일부는 ...

본 연구에서는 자율신경 및 신경내분비계의 활성조절과 연관하여 최초로 긴장성 GABAA 전류의 존재를 확인하고, 이들 세포군의 신경활성 조절에서 기존에 널리 알려진 시냅스 전류와는 다른 양상의 신경조절 기전을 매개할 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과 일부는 2004년 미국 샌디에고에서 개최된 FASEP/IUPS 학회에서 발표되었으며, 미국생리학회에서 수상하는 NCAR research recognition award를 수상하였다. 아울러 본 연구의 결과를 바탕으로 American Heart Association 연구비 수혜를 통하여 학술진흥재단의 지원이 종료된 이후 연장된 연구자의 후속 연구를 지원받고 있다. 현재 신경내분비 세포들의 활성조절과 연관하여 논문을 작성 중이며, 자율신경활성계의 활성조절에 관한 결과는 호주의 Dr. Dampney 실험실의 공동연구결과를 취합하여 논문을 발표한 예정이다.
본 연구의 결과는 학술적으로 자율신경 및 신경내분비 세포의 신경연접부 활성조절과 연관하여 이 분야 학술 연구의 새로운 장을 연 것으로 평가되며, 따라서 지속적인 국제 공동연구를 통하여 발전된 연구 과제의 원형으로 활용되게 될 것이다.
긴장성 GABAA 전류를 매개하는 수용체는 기존의 신경연접부 GABAA 수용체와는 해부학적, 생리학적, 분자생물학적 차이를 보이는 것으로 알려져 있으며, 소뇌 (운동기능장애와 연관된 질환) 및 해마 (간질을 중심으로)의 긴장성 GABAA 전류 수용체가 새로운 약물학적 표적이 될 가능성이 주목받고 있다. 따라서, 본 연구의 결과는 고혈압이나 심부전 등의 심혈관계 질환에서 교감신경 항진 및 호르몬 이상과 연관하여 이들 질환의 원인 및 질환의 진행을 근원적으로 설명하여 새로운 개념의 약물 및 치료법의 개발을 위한 중요한 기초 자료로 활용될 것이다.