• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권1호
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• pp.54-67
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• 2003

N형 칼슘전류의 비활성화 vs 전압곡선은 U형을 보인다 - 즉 칼슘 내향전류의 크기와 비활성화 정도가 어느 정도 일치한다. 이러한 U형 비활성화는 순수한 전압의존성 기전으로 설명되어져 왔으나 칼슘의존성 비활성화 기전 또한 보고되었다. 이 연구에서는 흰쥐 상행 경동맥 결절뉴론을 단일 세포로 얻은 후, whole cell patch clamp technique를 사용하여 N형 칼슘전류를 기록하고, 세포외액의 charge carrier 로서 바륨과 칼슘을 사용하면서, 칼슘이 N형 칼슘통로의 비활성화에 미치는 역할을 알아보았다. charge carrier 로 칼슘을 사용하였을 경우에 바륨을 사용하였을 때에 비하여 비활성화 정도가 증가하였으며 이러한 증가는 세포속 $Ca^{2＋}$ Chelator가 11 mM EGTA 로부터 20 mM BAPTA 로 치환되어도 계속 관찰되었다. 비활성화 vs 전압 곡선은 바륨과 칼슘 모두에서 U형이었다. charge carrier 를 칼슘으로 치환시 추가로 유도되는 비활성화 정도는 바륨사용시의 비활성화 정도와 역비례관계를 보여 두 이온에서 같은 기전으로 비활성화가 일어날 가능성을 시사하였다. 이러한 가능성을 지원해 주는 결과로 5초의 긴 저분극 자극시 바륨과 칼슘을 써서 얻은 전류기록은 2중 지수함수로 잘 그려낼 수 있었고, 그 결과 빠른 성분(시정수: -150 ms) 과 느린 성분(시정수 -2500 ms) 를 얻었다. 칼슘이 각각의 성분에 미치는 효과는 각기 달라서 빠른 성분의 amplitude는 증가하였고 느린 성분의 시정수는 빨라졌다. 칼슘에 의해 빠른 성분의 amplitude는 증가하였으므로 이는 더 많은 채널이 빠른 경로로 비활성화되었음을 시사한다. 빠른 성분의 시정수는 변화하지 않았으므로, 이는 비촬성화의 빠른 경로는 칼슘과 바륨에서 같음을 시사하며 즉 비활성화 기전이 칼슘의존성이 아님을 보여주는 증거이다. 그러나 비활성화의 느린 성분은 칼슘에 의해 그 시정수가 빨라졌으므로 칼슘의존성일 가능성이 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.220-227
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• 2004

N형 칼슘통로의 비활성화기전에 관하여는 아직까지도 막전압의존성 기전과 칼슘의존성 기전간에 논란이 계속되고 있다. 2003년에 의학물리에 발표한 논문1)에서 본 연구자는 N형 칼슘통로의 비활성화 기전은 2가지 성분 -빠른 성분과 느린 성분을 가지고 있고 빠른 성분은 칼슘의존적이 아니며 오직 느린 성분만이 칼슘의존적일 가능성을 제시하였다. 본 논문에서는 막전압의존성 기전이 옳건 칼슘의존성 기전이 옳건 간에 세포 신호전달 체계로서 비활성화와 연계된 기전이 필요하므로 이러한 맥락에서 인산화 기전을 연구하였다. 흰쥐 경동맥 결절뉴론을 단일 세포로 얻은 후 whole cell patch clamp technique를 사용하여 N형 칼슘전류를 기록하고 대조 세포내액을 사용하였을 때와 phosphatase inhibitor인 okadaic acid를 포함한 세포내액을 사용하였을 때의 차이를 비교하였다. Okadaic acid에 의하여 비활성화정도가 증가되었고 이러한 okadaic acid 효과는 주로 N형 통로를 통하여 영향을 미침을 N형 칼슘통로 억제제인 $\omega$-conotoxin GVIA를 사용함으로써 확인하였다. Okadaic acid에 의한 비활성화 증가 효과는 protein kinase를 비특이적으로 억제하는 staurosporine에 의하여 억제되었고 또한 calmodulin dependent protein kinase의 특이적 억제제인 lavendustin C에 의하여 억제되었으므로 인산화과정이 N형 칼슘통로 비활성화와 관련되어 있고 특히 calmodulin을 통한 인산화과정이 주로 관여함을 확인하였다. 본 연구자가 발표한 선행논문1)에 의해 외부의 2가 양이온에 의해 빠른 비활성화가 진행되며, 본 논문에 의하여 인산화과정에 의해 빠른 비활성화가 촉진된다는 사실이 확인되었다. 그러나 본 연구결과만으로는 인산화과정이 비활성화 자체라고는 볼 수 없으며 단지 인산화과정에 의해 비활성화가 가속되었다고 해석할 수 밖에 없다. 인산화과정이 비활성화자 체인지 여부는 2가 양이온이 칼슘통로에 작용하는 결합부위에 관한 연구 및 인산화 부위가 칼슘통로인지 아니면 다른 조절 부위인지 여부를 확인할 수 있는 연구가 진행되어야 확실히 알 수 있을 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권2호
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• pp.96-104
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• 2006

본 연구자를 위시한 많은 연구자에 의해 칼슘이 N형 칼슘통로의 비활성화를 촉진시킨다는 것이 보고되었다. 그러나 칼슘에 의한 비활성화 촉진 효과가 고전적인 칼슘의존성 기전에 의해 기인하는지는 아직 확실하지 않다. L형 칼슘통로의 칼슘의존성 비활성화기전을 밝히기 위하여 지금까지 사용해온 방법의 하나는 세포내, 외의 칼슘농도를 변화시켜보는 것이다. 그러므로 본 연구에서는 칼슘의존성 비활성화기전의 존재 여부를 알아보기 위하여 2가 양이온을 1가 양이온인 메틸아민($MA^+$)으로 치환하였다. 선행 연구를 통해 우리는 5초 동안의 긴 저분극 자극 시 바륨과 칼슘을 사용하여 얻은 전류에서 모두 빠른 성분(${\tau}{\sim}150ms$)과 느린 성분(${\tau}{\sim}2,500ms$)의 비활성화가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 세포외 2가 양이온의 농도가 0이 되도록 하였을 때 빠른 비활성화가 소실된 반면 느린 비활성화에는 영향이 거의 없었다. 또한 바륨를 사용하였을 때보다 10 mV씩 과분극시킨 전압에서의 메틸암모늄 전류 데이터를 비교하여 보았을 때 느린 비활성화의 시정수가 서로 잘 일치하였으며 이 시정수는 막전압이 저분극될수록 감소하는 막전압의존성 비활성화의 특성을 보였다. 본 연구결과와 선행연구의 결과를 종합하여 볼 때 세포외 2가 양이온의 존재는 N형 칼슘통로의 빠른 비활성화가 일어나기 위하여 필수적인 조건이며 이러한 2가 양이온의존성 비활성화기전은 기존의 칼슘의존성 또는 막전압의존성 기전과 다르다는 가설을 제안한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권1호
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• pp.59-70
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• 2001

부신수질 크로마핀세포는 아세틸콜린에 반응하여 카테콜아민을 분비한다. 카테콜아민이 분비되기 위하여는 세포외 칼슘이 절대적으로 필요한데 이는 막전압 의존성 칼슘통로를 통하여 칼슘이 세포 속으로 유입되어야 분비기전이 시작됨을 시사한다. 부신수질 크로마핀 세포를 단일세포로 분리한 후 패치클람프 테크닉을 적용하여 여러 종류의 칼슘통로가 존재한다는 것이 알려져 있으나 아직 종이 달라짐에 따라 다른 칼슘통로가 존재하는 지 여부가 확실하지 않다. 그러므로 본 연구에서는 흰쥐 부신수질 크로마핀 세포를 대상으로 하여 단일 세포 패치클람프 테크닉을 적용하여 이 세포에 존재하는 다양한 칼슘통로의 존재를 확인하고자 하였다. L형 칼슘통로 억제제인 nicardipine, N형 칼슘통로 억제제인 $\omega$-CgTx GVIA, P형 칼슘통로 억제제인 $\omega$-AgaTx IVA를 사용하여 L형, N형, P형 칼슘통로가 흰쥐 부신수질 세포에 존재함을 확인하였고 개개의 칼슘통로가 전체 칼슘전류에 기여하는 정도는 L형 >N형> P형이었다.