• 생물정신의학
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• 제20권1호
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• pp.1-5
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• 2013

Glutamate receptors are important components of synaptic transmission in the nervous system. Especially, ${\alpha}$-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid (AMPA) receptors mediate most abundant excitatory synaptic transmission in the brain. There is elaborate mechanism of regulation of AMPA receptors including protein synthesis/degradation, intracellular trafficking, exocytosis/endocytosis and protein modification. In recent studies, it is revealed that functional dysregulation of AMPA receptors are related to major psychiatric disorders. In this review, we describe the structure and function of AMPA receptors in the synapse. We will introduce three steps of mechanism involving trafficking of AMPA receptors to neuronal membrane, lateral diffusion into synapses and synaptic retention by membrane proteins and postsynaptic scaffold proteins. Lastly, we will describe recent studies showing that regulation of AMPA receptors is important pathophysiological mechanism in psychiatric disorders.

• 한국안광학회지
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• 제19권3호
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• pp.413-418
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• 2014

목적: 한국관박쥐 망막의 기능을 알아보기 위해서 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트 수용체의 분포도를 분석하였다. 방법: 성체 한국관 박쥐의 망막을 $40{\mu}m$ 수직 절편 한 후 표준면역세포화학법을 이용하였다. 면역형광이미지는 Bio-Rad MRC 1024 공초점 현미경을 사용하여 얻었다. 결과: AMPA (GluR1-4), Kainate (GluR5-7, KA1-2), NMDA (1, 2A, 2B)는 내망상층과 외망상층에 주로 분포되어 있었다. KA1은 신경절세포층에도 많은 수의 수용체가 존재하였다. 결론: 한국관박쥐는 포유류망막에 있는 신경세포와 신경전달물질을 동일하게 가지고 있었다. 한국관박쥐도 기능적 망막을 가지고 있음을 제시한다.

• 대한약리학회지
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• 제31권2호
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• pp.141-144
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• 1995

뇌간의 세로트닌 신경계는 내재성 하행성 동통억제계(endogenous descending pain inhibitory system)에 있어서 중추적인 역할을 하고 있다. 뇌간의 세로토닌 신경세포에 대한 glutamate 수용체 중 N-methyl-D-aspartic acid-(NMDA-) 및 non-NMDA 수용체 효현제들의 작용을 알아보기 위하여, 쥐의 태자(태생 14일)로부터 뇌간을 분리하여 10일 동안 배양한 후 5-hydroxytryptamine(5-HT)의 분비에 대한 각 glutamate 수용체 효현제들이 영향을 연구하였다. Glutamate를 $10\;{\mu}M$에서 $1000\;{\mu}M$까지 농도를 변화하여 30분 동안 배지에 가한 후, 배지내에 분비되는 세로토닌을 측정한 결과, 농도 의존적으로 세로토닌의 분비가 증가되었다. Glutamate 수용체 중에서 NMDA 수용체 효현제인 NMDA를 $10\;{\mu}M$에서 $1000\;{\mu}M$까지 농도를 변화하여 30분 동안 배지에 가한 후, 배지내에 분비되는 세로토닌을 측정한 결과, 농도 의존적으로 세로토닌의 분비가 증가되었다. Non-NMDA 수용체 효현제인 kainate 및 AMPA를 $3\;{\mu}M$에서 $300\;{\mu}M$까지 농도를 변화하여 배지에 처리한 결과, 각 효현제에 의해 농도 의존적으로 세로토닌의 분비가 증가됨을 관찰하였다. 이상의 연구결과, 쥐의 태자(태생 14일)로부터 분리하여 10일동안 배양한 뇌간의 세로토닌 신경세포에 있어서 glutamate, NMDA, kainate 및 AMPA 모두 5-HT의 분비를 자극함으로써, NMDA- 및 non-NMDA 수용체 모두 5-HT의 분비에 관여하고 있음을 나타낸다.

• 생명과학회지
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• 제15권3호
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• pp.505-512
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• 2005

신경흥분독성과 간질발작발현은 glutamate 수용체활성과 연관이 있다고 알려져 있다. a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionate (AMPA), kainate 수용체에 대한 glutamate 활성을 포함하는 다양한 기전을 가진 항전간제인 Topiramate는 신경보호작용을 가진다는 증거가 제시되어 Topiramate가 간질발작 후 해마의 glutamate 수용체 발현에 미치는 효과를 관찰하였다. 흰쥐에 kainate를 복강 내 주사하여 간질중첩증을 유발시킨 후 Topiramate를 1주일 주사하였다 Apop tag in situ detection kit를 이용하여 세포손상을 관찰한 결과 kainate 유발 간질중첩증 1주일 후 해마의 CA1, CA3에서 심각한 세포사를 보였으나, Topiramte 처리 군에서는 세포사가 현저히 감소하였다. 간질중첩증 이후 NMDA 수용체 아형 1,2a, 2b 발현이 현저히 증가했으나 Topiramate 처치에 의해 NMDA수용체의 발현에는 뚜렷한 변화가 없었다. AMPA수용체에서는 GluR1이 간질중첩증 이후 현저히 상향 조정되었고 GluR2는 현저히 하향조정 되었다 Topiramate 1주일 처리 시 간질중첩증으로 인해 변화된 CluR1과 GluR2의 발현이 역전되었다. 결론적으로 Topiramate는 간질중침증에 의한 CluR1/CluR2 발현비의 증가로 유발되는 흥분성 신경세포사를 억제시킴으로써 신경보호작용이 있는 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제25권10호
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• pp.1103-1109
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• 2015

뇌 해마의 콜린성 신경분포는 학습과 기역에 연관성이 있는 것으로 알려져 있으며 이의 작용제인 carbachol 투여 시 장기기억 저하가 유도됨이 알려져 왔다. 그러나 이러한 콜린성 자극에 의한 해마 신경세포의 시냅스 내 변화기작은 완전히 알려지지 않고 있다. 본 연구에서는 아세틸콜린 수용체의 활성에 의하여 유도되는 장기기억 저하 현상에 있어 alpha-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionate (AMPA) 수용체가 후시냅스 표면으로부터 사라지는 현상과 이의 조절기작에 대하여 알아보고자 한다. 이를 위하여 쥐 해마의 일차세포를 추출하고 체외에서 배양한 성숙 신경세포에 carbachol 을 투여하여 장기기억 저하를 유도 하였으며, 후시냅스의 표면으로부 터 AMPA 수용체의 아단위체인 GluA2가 M1 무스카린 수용체의 길항제에 의하여 저해 되었다. 또한 콜린성 자극 에 의한 GluA2의 내재화 현상의 작용기작 연구를 위하여 쥐 해마 절편에 carbachol 투여 후 GluA2와 직접적인 상호작용을 하는 Glutam내재화 되었음을 확인하였다. 이러한 현상은 ate receptor-interacting protein 1 (GRIP1) 과 clathrine 단백질이 매개하는 세포내이입 작용을 하는 adaptin-α 단백질의 결합 변화를 관찰하였다. GluA2는 carbachol 자극에 의해 세포내이입 과정에서 adaptin-α 와의 결합이 증가하였으며 반대로 GRIP1과는 해리되었다. 이는 아세틸콜린의 수용체의 자극에 의하여 GluA2의 내제화 작용이 수반되며, 이의 작용기작으로 GluA2의 후시 냅스 표면 발현시에 결합하고 있는 GRIP1과 해리 되면서 장기기억 저하 현상이 유도됨을 의미한다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1055-1061
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• 2009

${\alpha}$-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate (AMPA) 수용체는 중추신경계에 널리 발현하며, 연접부위에서 글루타메이트에 의한 흥분성 신경전달의 역할을 행한다. 이러한 수용체의 조절은 학습과 기억에 관여한다. 본 연구에서는 AMPA receptor subunit glutamate receptor-interacting protein 1 (GRIP1)과 결합하는 단백질로 armadillo family인 p0071/plakophilin-4을 분리하였다. GRIPl 단백질은 p0071/plakophilin-4 단백질의 C-말단과 결합하며, armadillo family 단백질 중 p0071/plakophilin-4 과만 결합한다. 효모 two-hybrid assay에서 GRIPl의 Postsynaptic density-95/Discs large/Zona occludens-1 (PDZ) 영역이 p0071/plakophilin-4 단백질과의 결합에 관여하며, p0071/plakophilin-4 단백질의 C-말단 아미노산인 "S-X-V" 배열이 결합에 필수적이었다. 이러한 결합은 뇌 균질액에서 Glutathione S-transferase (GST) pull-down assay와 공면역침강법으로 확인하였다. 이러한 결과들은 AMPA 수용체가 연접후막에 안정적으로 위치하는 새로운 역할을 시사한다.

• 동의생리병리학회지
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• 제19권4호
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• pp.1022-1026
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• 2005

To clarify the toxic effect on cultured neonatal mouse cerebral neurons damaged by ischemia, we examined the cytotoxicity induced by ischemia and the protective effect of antioxidant and AMPA/kainate receptor antagonist against ischemia-induced cytotoxicity on cultured cerebral neurons. For this study, mice were administrated with 20ug/kg cyclothiazide or 50U/kg vitamin E via intraperitoneal injection for 2 hours before ischemic induction. After cell culture for 7 days, cell viability, amount of neurofilament and protein kinase C activity were examined. Ischemia decreased significantly cell viability, amount of neurofilament and the increase of protein kinase C activity in these cultures. In the protective effect, vitamin I showed remarkably the increase of cell viability and amount of neurofilament, and the decrease of protein kinase C activity but, cyclothiazide did not showed any protective effect on ischemia-induced cytotoxicity. From these results, it is suggested that vitamin I is effective in blocking the neurotoxicity induced by ischemia, but cyclothiazide as a AMPA/kainate receptor antagonist is not.

• The Korean Journal of Pain
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• 제13권1호
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• pp.8-18
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• 2000

Background: Intraperitoneal (IP) and intrathecal (IT) administration of $\alpha$-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionic (AMPA) and kainate (KA) receptor antagonist attenuate hyperalgesia in various models of persistent pain. The purpose of this study was to assess the effects of IP and IT LY293558, a novel AMPA/KA receptor antagonist on mechanical hyperalgesia after incision. Methods: Sprague-Dawley rats were anesthetized with halothane and underwent plantar incision. Two hours later, responses to mechanical stimuli were assessed using the response frequency to a nonpunctate mechanical stimulus and withdrawal threshold to calibrated von Frey filaments. One group of rats received vehicle, 5 or 10 mg/kg of LY293558 IP. In the other group, vehicle, 0.2, 0.5 or 2 nmol of LY293558 was administered IT. Ataxia and motor function were also evaluated. Results: Hyperalgesia was persistent in both the vehicle and 5 mg/kg group. IP administration of 10 mg/kg of LY293558 increased withdrawal threshold at 30 and 60 min after incision; deficits in rotorod performance were observed at 30, 60, 90 and 150 min. IT administration of 0.5 nmol of LY293558 increased the median withdrawal threshold at 30 and 60 min. Motor function was only impaired at 30 min. IT administration of 2 nmol produced hemiparesis. Again, inhibition of pain behaviors outlasted the effects on motor function. Conclusions: These data further suggest AMPA/KA receptors are important for the maintenance of pain behaviors caused by incisions. IT administration of LY293558 was more effective than systemic administration and reducing pain behaviors caused by a surgical incision.

• The Korean Journal of Pain
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• 제12권1호
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• pp.1-7
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• 1999

Background: To study the role of spinal alpha-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid (AMPA) receptors in pain behaviors caused by mild burn, we examined the effect of intrathecal administered ACEA 2085, which has been recently characterized as a high potency competitive AMPA receptor antagonist, on the thermal hyperalgesia state induced by mild burn. Methods: A thermal injury was induced by applying the left hind paw to a thermal surface ($52.5^{\circ}C$) for 45 sec. Thermal escape latency of the hind paw was determined using an underglass thermal stimulus. Thirty min after thermal injury, the paw withdrawal latency (PWL) in injured paw of all groups fell from 10~12 sec to 5~7 sec. At that time, ACEA 2085 (0.01~0.1 mcg) and 6-cyano-7-nitroquinoxalinedione (CNQX, 1~30 mcg) were injected through intrathecal heters in rats with mild burn injury on the right hindpaw. And then, PWL were measured in the both hindpaw every 30 minutes for about three hours. Results: The intrathecal injection of ACEA 2085 produced a dose dependent reversal of the hyperalgesia in the right hindpaw and more potent than CNQX, but had no effect upon the response latency of the normal left hind paw even at the largest doses. All effects were observed at doses that had no significant effect upon motor function. Conclusions: Intrathecal ACEA 2085, highly selective AMPA receptor antagonist produce a dose- dependent reversal of the thermal hyperalgesia evoked mild burn injury. These results suggested that spinal AMPA receptor play an important role in the hyperalgesia induced by mild burn injury.

• 동의생리병리학회지
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• 제17권4호
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• pp.996-1001
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• 2003

It is well known that oxidative stress of reactive oxygen species(ROS) may be a causative factor in the pathogenesis of bone disorder. The purpose of this study was to evaluate the cytotoxicity of oxidative stress. Cell viability by MTS assay or INT assay, activity of glutathione peroxidase(GPx), lipid peroxidation(LPO) activity and cell viablity. And also protctive effect of glutamate receptors against ROS-induced osteotoxicity was examined by protein synthesis, alkaline phosphatase (ALP) activity and lactate dehydrogenase (LDH) activity in cultured rat osteoblasts and osteoclasts. XO/HX decreased cell viability and GPx activity, protein synthesis and ALP activity, but increased LPO activity and LDH activity. In the protective effect, N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonists or AMPA/kainate receptor antagonists such as D-2-amino-5-phosphonovaleric acid (APV), 7-chlorokynurenic acid (CKA), 6-cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione (CNQX) and 6,7-dinitroquinoxaline-2,3-dione (DNQX), NMDA receptor antagonists but AMPA/kainate receptor antagonists showed protective effect on xanthine oxidase (XO) and hypoxanthine (HX) in these cultures by the increse of protein synthesis, ALP activity.