Cao Yong-Xiao;Zheng Jian-Pu;He Jian-Yu;Li Jie;Xu Cang-Bao;Edvinsson Lars
Archives of Pharmacal Research
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제28권6호
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pp.709-715
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2005
The purpose of this study was to investigate the effect of atropine on peripheral vasodilation and the mechanisms involved. The isometric tension of rat mesenteric artery rings was recorded in vitro on a myograph. The results showed that atropine, at concentrations greater than 1$\mu$M, relaxed the noradrenalin (NA)-precontracted rat mesenteric artery in a concentration-dependent manner. Atropine-induced vasodilatation was mediated, in part, by an endothelium-dependent mechanism, to which endothelium-derived hyperpolarizing factor may contribute. Atropine was able to shift the NA-induced concentration-response curve to the right, in a non-parallel manner, suggesting the mechanism of atropine was not mediated via the ${\alpha}_1$-adrenoreceptor. The $\beta$-adrenoreceptor and ATP sensitive potassium channel, a voltage dependent calcium channel, were not involved in the vasodilatation. However, atropine inhibited the contraction derived from NA and $CaCl_2$ in $Ca^{2+}$-free medium, in a concentration dependent manner, indicating the vasodilatation was related to the inhibition of extracellular $Ca^{2+}$ influx through the receptor-operated calcium channels and intracellular $Ca^{2+}$ release from the $Ca^{2+}$ store. Atropine had no effect on the caffeine-induced contraction in the artery segments, indicating the inhibition of intracellular $Ca^{2+}$ release as a result of atropine most likely occurs via the IP3 pathway rather than the ryanodine receptors. Our results suggest that atropine-induced vasodilatation is mainly from artery smooth muscle cells due to inhibition of the receptor-mediated $Ca^{2+}$-influx and $Ca^{2+}$-release, and partly from the endothelium mediated by EDHF.
Purpose: 인삼이 항당뇨 활성을 가진다는 연구가 많은 연구자들에 의해 진행되었고, 이는 인삼의 구성 성분 중 ginsenoside에 기인한다는 보고가 있다. 본 연구는 ginsenoside의 항당뇨 작용기전을 in vitro에서 알아보고자 3T3-L1 지방세포에서 glucose uptake와 췌장 베타세포인 HIT-T15 세포에서 insulin 분비 효과를 확인하였다. 이를 위하여 인삼을 식초로 처리한 긴삼의 70% MeOH 분획으로부터 protopanaxadiol 계인 ginsenoside $Rb_2$, $Rg_3$ 그리고 protopanaxtriol 계인 $Rg_2$를 분리하여 본 실험에 사용하였다. Method: Ginsenoside $Rb_2$, $Rg_2$, $Rg_3$가 지방 세포에서 glucose uptake에 미치는 효과를 확인하기 위하여 3T3-L1 세포를 DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) 배지에서 분화 유도시켰으며 3T3-L1 preadipocyte가 80% 정도 자라면 분화 유도 배지 (5% fetal bovine serum (FBS), 0.5 mM isobutylmethylxanthine (IBMX), 1 mM dexamethasone 그리고 $10{\mu}g/ml$ insulin가 포함된 DMEM)로 4일, $10{\mu}g/ml$ insulin가 포함된 DMEM으로 2일, FBS만 포함된 DMEM으로 2일 배양하여 총 8일 동안 분화를 유도하였다. 분화 유도된 3T3-L1 adipocytes 에 각각 $Rb_2$, $Rg_2$, $Rg_3$를 $20{\mu}M$로 처리하여 16시간 배양하여 low glucose DMEM에서 3시간 배양한 후에 $37^{\circ}C$에서 insulin 10 ng/ml 과 각각 $Rb_2$, $Rg_2$, $Rg_3$가 포함된 Krebs Ringer Hepes buffer(KRP buffer)에서 20분간 배양하였다. 2-deoxy-D-[$^3H$]-glucose를 넣고 10분 후에 차가운 PBS로 반응을 종결시켜 lysis buffer로 cell을 모은 후 scintillation counter를 이용하여 glucose를 측정하였다. Insulin 분비 효과는 HIT-T15 세포와 일차 배양한 흰쥐 소도세포(islets)를 사용하여 확인하였다. HIT-T15 세포는 24 well plate에 well 당 $2{\times}10^5$ 개씩 분주하여 24시간 동안 배양한 후 시료를 처리하였으며 소도 세포는 Sprague-Dawley rat의 췌장에 collagenase가 포함된 Hanks' Balanced Salt Solution(HBSS)을 주입하여 분리하고 islets을 얻었다. 분리한 소도세포를 $1{\sim}2$일 동안 배양하여 $Rb_2$, $Rg_2$, $Rg_3$가 각각 $20{\mu}M$의 농도로 첨가된 insulin 측정용 buffer인 Krebs-Ringer buffer (KRB+0.3% BSA, KRBB)에 $37^{\circ}C$에서 1시간 incubation 시킨 후 배양액으로 분비된 인슐린의 양을 측정하였다. 한편 ginsenoside의 인슐린 분비 촉진 기전을 알아보기 위한 실험에서는 ATP-sensitive $K^+$ channel opener인 diazoxide (0.5 mM)가 ginsenoside에 의해 촉진된 인슐린 분비를 억제하는지 살펴보았다. Result: glucose uptake assay 에서는 $Rg_2$가 가장 크게 glucose uptake를 증가시켰고 $Rb_2$, $Rg_3$는 그 활성이 크지 않았다. 한편 Insulin 분비 효과는 diol계인 $Rg_3$에서 용량 의존적으로 인슐린의 분비를 촉진시켰으며 $20{\mu}M$ 농도에서 대조군과 비교해 1.5배 이상의 분비 촉진 효과를 보였고 triol계인 $Rg_2$ 에서는 이러한 효과가 나타나지 않았다. $Rg_3$의 인슐린 분비 촉진 기전을 0.5 mM 의 diazoxide를 이용하여 확인한 결과 $Rg_3$에 의해 촉진된 인슐린 분비를 감소시켰다. 이로 미루어보아 $Rg_3$의 인슐린 분비 촉진 기전은 ATP-sensitive $K^+$ 채널의 봉쇄에 의한 것임을 확인할 수 있었다.
목적: 생체 내에서 potassium과 유사한 역학을 보이는 thallium은 종양의 영상에 널리 사용된다. $K^+$ 통로개방제는 세포 내의 potassium을 외부로 배출되게 하는 기능이 있어 Tl-201을 이용한 종양영상에도 영향을 미칠 수 있을 것이라 생각된다. 본 연구는 강력한 $K^+$ 통로개방제의 하나인 pinacidil이 Tl-201을 이용한 종양의 국소화에 어떠한 영향을 미치는 가를 알아보기 위하여, 종양을 가진 생쥐에서 pinacidil에 의한 Tl-201의 체내분포 변화를 알아보았다. 대상 및 방법: 생쥐 유방암세포주를 이식받은 Balb/c 생쥐를 3주간 사육한 후 실험에 이용하였다. Tl-201 185 KBq를 꼬리정맥을 통해 주입한 후 일정시간에 실험동물을 희생시켜 Tl-201의 체내 분포를 알아 보았으며, pinacidil $100{\mu}g$ 투여에 따른 분포 변화를 알아보았다. 또한 Tl-201 3.7 MBq를 꼬리정맥을 통해 주입하여 Tl-201의 시간에 따른 전신 잔류율을 측정하였고, pinacidil 투여에 의한 전신 잔류율 변화를 구하였다. 결과: pinacidil 투여시 대조군에 비해 혈액 내 Tl-201의 방사능치를 약간 감소시키나 신장에서는 현저한 감소를 일으켰다. 또한 간, 근육, 및 장관의 방사능은 pinacidil 투여에 의해 변하지 않았다. 종양 내 Tl-201 섭취율 및 종양조직/혈액 무게당 섭취비는 대조군에 비해 pinacidil 투여군에서 낮았으며, Tl-201의 24시간 전신 잔류율도 pinacidil 투여군에서 낮았다. 결론: $K^+$ 통로개방제는 Tl-201의 체외 배설을 촉진시키고, 신장 섭취를 감소시켜나, 종양 섭취량도 감소시켰다. 그러므로 Tl-201 종양영상 판독시 $K^+$ 통로개방제를 사용하는 경우에는 오히려 Tl-201 종양영상의 질이 향상되기 보다는 저하될 수 있다는 사실을 고려하여야 할 것으로 생각된다.
In the present study, it was aimed to further indentify the intracellular action mechansm of cromakalim and levcromakalim in the porcine coronary artery. In intact porcine coronary arterial strips loaded with fura-2/AM, acetylcholine caused an increase in intracellular free $Ca^{2+}$$([Ca^{2+}]_i)$ in association with a contraction in a concentration-dependent manner. Cromakalim (1 ${\mu}M$) caused a reduction in acetylcholine-induced increased $[Ca^{2+}]_i$ not only in the mormal physiological salt solution (PSS) but also in $Ca^{2+}$-free PSS (containing 1 mM EGTA). In the skinned strips prepared by exposure of tissue to 20 .${\mu}M$ B-escin, inositol 1,4,5-trisphosphate ($IP_3$) evoked an increase in $[Ca^{2+}]_i$, but it was without effect on the intact strips. The $IP_3$-induced increase in $[Ca^{2+}]_i$ was inhibited by cromakalim by 78% and levcromakalim by 59% (1 .${\mu}M$, each). Pretreatment with glibenclamide (a blocker of ATP-sensitive $K^+$ channels, 10 .${\mu}M$) and apamin (a blocker of small conductance $Ca^{2+}$-activated $K^+$ channels, 1 .${\mu}M$) strongly blocked the effect of cromakalim and levcromakalim. However, charybdotoxin (a blocker of large conductance $Ca^{2+}$-activated $K^+$ channels, 1 .${\mu}M$) was without effect. In addition, cromakalim inhibited the $GTP{\gamma}S$ (100 .${\mu}M$, non-hydrolysable analogue of GTP)-induced increase in $[Ca^{2+}]_i$. Based on these results, it is suggested that cromakalim and levcromakalim exert a potent vasorelaxation, in part, by acting on the $K^+$ channels of the intracellular sites (e.g., sarcoplasmic reticulum membrane), thereby, resulting in decrease in release of $Ca^{2+}$ from the intracellular storage site.
1) 강력한 $K^+$ 통로개방제인 pinacidil은 투여한 pinacidil의 농도, T1-201의 방사능양, 실험에 사용된 심근세포 수에 따라 차이는 있었지만 배양된 심근세포의 T1-201섭취를 1.6-2.5배 감소시켰고, 심근내로 유입시킨 T1-201의 세포외로의 배출을 1.6-3.1배 증가시켰다. Pinacidil의 T1-201의 세포내로의 섭취억제는 세포내로 유입되는 T1-201의 세포 내에서의 저류가 억제되어 일어났을 것으로 추측된다. 2) 생쥐체내에 주사한 pinacidil의 효과는 실험관내의 심근세포의 변화처럼 뚜렸하지는 않았지만 T1-201을 주사한 생쥐에서 10분 이후 pinacidil의 정맥주사한 경우에는 혈액과 간장의 방사능치는 치료하지 않은 군보다 약간 높았고, 신장과 심장의 방사능치는 약간 낮은 경향을 보였다. 이상의 배양된 심근세포와 생쥐체내 실험의 연구결과는 항고혈압약제나, 항협심증약, 기관지천식 치료제로 사용되는 $K^+$통로개방제는 심근내로의 T1-201 축적을 억제하고 배출을 촉진시켜. T1-201 심근관류스캔의 판독에 영향을 미칠 수 있을 수 있을 것으로 추측된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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