흰쥐의 뇌의$A_1$ 아데노신 수용체에 작용하는 역효현제에 관한 연구

Inverse Agonists at $A_1$ Adenosine Receptors in Rat Cerebral Cortex

전통적인 수용체 이론에 따르면 상경적 길항제는 효현제와 수용체의 같은 부위에 작용하지만, 효능(efficacy)이 없기 때문에 생물학적 반응을 일으키지는 않는다. 그러나 최근에 발표되는 자료들에 따르면 모든 길항체의 효능(efficacy)이 0가 아니라 음수도 될 수가 있다고 생각된다. 이러한 음수의 효능을 갖는 약물을 역효현제라 부른다. 본 연구에서는 쥐의 cerebral cortex에서 얻은 membranes을 사용하여, $A_1$ 아데노신 수용체에 작용하는 역효현제를 인구하였다. 8개의 길항제로 알려진 약물들이 G단백에 대한 $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ 결합을 감소시키는 정도를 측정함으로써 역효현제의 특성을 검색하였다. 효현제에 의한 $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ 결합의 증가는 이틀 길항제틀에 의해 완전히 억제되었지만, 검색한 8개의 길항제는 두 군으로 구분되었다. DPCPX를 포함한 7개 길항제는 효현제 부재시의 basal $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ binding을 통계적으로 의의있게 감소시켜 역효현제의 특성을 나타내는 반면, CCS-15943은 basal $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ binding에 아무런 영향을 주지 않았다. NEM을 membranes에 처치하면 PIA에 의한 $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ binding이나 basal binding 둘다 감소하는데 이는 $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ binding의 상당부분이 G단백의 activated state를 나타내는 것을 알 수 있다. 또한 $[^3H]DPCPX$를 이용한 competitive binding assay에서 0.1 mM GTP는 효현제인 PIA의 apparent affinity를 감소시켰으며, DPCPX의 apparent affinity는 증가시키고, CGS-15943에는 아무런 영향을 미치지 않았다. 이것은 상기의 $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ binding의 결과를 뒤받침해 주는 결과라고 생각된다.

According to the traditional receptor model, competitive antagonists share with agonists the ability to bind to a common site on receptors, but they are different from agonist in that they cannot trigger the biological response-i.e., they lack intrinsic efficacy. Recent findings extend the model by indicating that not all antagonists display an intrinsic efficacy of zero but that some display 'inverse agonism'. In the present study we studied the inverse agonism at $A_1$ adenosine receptors in membranes prepared from rat cerebral cortex. Eight commercially available $A_1$ adenosine receptor antagonists (CGS-15943, ADPX, CPT, DPCPX, DPX, N-0840, PACPX and 8-PT) were screened for inverse agonism by measuring the extent of $[^{35}S]guanosine-5'-({\gamma}-thio)$ triphosphate $([^{35}S]GTP_{\gamma}S)$ binding to G proteins. The agonist-induced stimulation of $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ bindings was completely blocked in the presence of $A_1$ adenosine receptor antagonists. Under optimal conditions, two types of antagonists could be distinguished. Seven antagonists including DPCPX decreased the basal $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ binding in the absence of agonist, displaying inverse agonist activity. One (CGS-15943) had no effect on the basal bindings. N-ethylmaleimide treatment reduced the basal bindings as well as agonist-mediated stimulation of $[^{35}S]GTP_{\gamma}S$ bindings, indicating that a substantial amount of this binding reflects an activated state of the C proteins. In good agreement with these findings, 0.1 mM GTP decreased the apparent affinity of the receptors for the agonist PIA, increased that for DPCPX, and had no effect on that for CGS-15943.