• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제30권4호
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• pp.417-424
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• 2001

Objective : Adrenal medullary chromaffin cells are known to release analgesic substances such as opioides and catecholamines. Transplantation of them is a novel method that challenges current approaches in treating chronic pain. The transplantation of xenogeneic chromaffin cells into the central nervous system(CNS) supply antinociception in animals. In this study, we investigated the analgesic effects of rat adrenal medullary chromaffin cells transplanted into the CNS of the mouse. To study the antinociceptive efficacy of transplanted chromaffin cells, the survival of rat adrenal medullary chromaffin cells transplanted into the CNS of mouse was determined. Methods : The adrenal medullary chromaffin cells isolated from rat were transplanted into the striatum of mouse. These cells were confirmed of the release of Met-enkephalin and Leu-enkephalin by HPLC, and immunoblots for tyrosine hydroxylase(TH). Two weeks after transplantation, we performed immunohistochemistry for TH to determine the survival of implanted cells and assessed pain sensitivity at the same time. Results : The isolated rat adrenal medullary chromaffin cells were positive for anti-TH antibody and released Met-enkephalin and Leu-enkephalin more than rat endothelial cells. Transplanted rat chromaffin cells were stained with anti-TH antibody in striatum of mouse after 2 weeks. Pain sensitivity was reduced on the chromaffin cell-transplanted mouse compared to endothelial cell-transplanted mouse by the hot plate test. Conclusion : These results suggest that the rat chromaffin cells were suitably transplanted into the CNS of mouse. This approach could be used as a therapy for reducing of chronic pain induced by cancer or neuronal injury.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제26권2호
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• pp.113-122
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• 1992

It is well known that chromaffin cells of adrenal medulla secrete catecholamine in response to sympathetic nerve activation and the influx of $Ca^{2+}$ through the voltage dependent $Ca^{2+}$ channels (VDCC) in the cell membrane do a major role in this secretory process. In this study, we explored the effect of divalent cations on VDCC of rat chromaffin cells. Rat (Sprague-Dawley rat, 150-250 gm) chromaffin cells were isolated and cultured. Standard giga seal, whole cell recording techniques were employed to study $Ca^{2+}$ current with external and internal solutions that could effectively isolate VDCC currents $(NMG\;in\;external\;and\;TEA\;and\;Cs^{2+}\;in\;internal\;solution)$. The voltage dependence and the inactivation time course of VDCC in our cells were identical to those of bovine chromaffin cells. A persistent inward current was first activated by depolarizing step pulse from the holding potential (H.P.) of -80 mV to -40 mV, increased to maximum amplitude at around +10 mV, and became smaller with progressively higher depolarizing pulses to reverse at around +60 mV. The inactivation time constant $(\tau)$, fitted from the long duration test potential (2 sec) was $1295.2{\pm}126.8$ msec $(n=20,\;1\;day\;of\;culture,\;mean\;{\pm}S.E.M.)$ and the kinetic parameters were not altered along the culture duration. Nicardipine $(10\;{\mu}M)$ blocked the current almost completely. Among treated divalent cations such as $Cd^{2+},\;Co^{2+},\;Ni^{2+},\;Zn^{2+}\;and\;,Mn^{2+},\;Cd^{2+}$ was the most potent blocker on VDCC. When the depolarizing step pulse from -80 mV to 10 mV was applied, the equilibrium dissociation constant $(K_d)$ of $Cd^{2+}\;was\;39\;{\mu}M,\;K_d\;of\;Co^{2+}\;was\;100\;{\mu}M\;and\;K_d\;of\;Ni^{2+}];was];780{\mu}M.$ The principal findings of this study are as follows. First, the majority of $Ca^{2+}$ channels in rat chromaffin cells are well classified to L-type $Ca^{2+}$ channel in the view of kinetics and pharmacology. Second, all divalent cations tested could block the $Ca^{2+}$ current and the most potent blocker among the tested was $Cd^{2+}$.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제2권1호
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• pp.95-100
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• 1998

The conductance change evoked by step depolarization was studied in primarily cultured rat adrenal chromaffin cells using patch-clamp and capacitance measurement techniques. When we applied a depolarizing pulse to a chromaffin cell, the inward calcium current was followed by an outward current and depolarization-induced exocytosis was accompanied by an increase in conductance trace. The slow inward tail current which has the same time course as the conductance change was observed in current recording. The activation of slow tail current was calcium-dependent. Reversal potentials agreed with Nernst equation assuming relative permeability of $Cs^+\;to\;K^+$ is 0.095. The outward current and tail current were blocked by apamin (200 nM) and d-tubocurarine (2 mM). The conductance change was blocked by apamin and did not affect membrane capacitance recording. We confirmed that conductance change after depolarization comes from the activation of the SK channel and can be blocked by application of the SK channel blockers. Consequently, it is necessary to consider blocking of the SK channel during membrane capacitance recording.

• 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.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1994년도 춘계학술대회
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• pp.142-145
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• 1994

Calcium(Ca) ion plays an important role to trigger the secretion of important neurotransmitters. Since Ca ion flows into the cell thru the ion selective channel, the conductance of which depends on the transmembrane potential, the voltage-dependent characteristic of Ca ion channel is crucial to elucidate the stimulus-secretion coupling of exocytosis. The present study measured the Ca ion currents thru a whole-cell configuration patch at the transmembrane potential clamped at various desired levels in the rat chromaffin cell. The resultant current-voltage relationship was differentiated to obtain dynamic conductance at each clamped voltage. Based on these measured data, five numerical parameters were extracted to reveal electrical properties of Ca ion inflow process thru the voltage-gated channel. The present study can be applied to comparing the electrical characteristics of Ca channel under different experimental conditions. Also, further study is warranted to model the conformational changes of the channel molecules.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.157-166
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• 2014

뉴론에서 ATP는 분비 과립내에 신경전달물질과 함께 다량 저장되어 있다가 신경전달물질과 함께 분비되는 것으로 알려져 있으므로 신경전달물질의 자극-분비(stimulus-secretion) coupling 과정에 있어 중요한 조절작용을 할 것으로 기대된다. 그러므로 본 연구에서는 뉴론과 그 발생학적 기원이 동일한 부신수질 세포(adrenal chromaffin cell)를 대상으로 하여 세포막 칼슘통로를 통한 세포막 전류에 미치는 ATP의 영향을 측정함으로써 신경전달물질이 자극-분비 coupling 과정에 작용하는 ATP의 조절 작용을 알아보고자 하였다. 부신수질 세포의 칼슘통로를 통한 세포막 전류는 패치클램프 테크닉으로 기록하였다. 10 mM $Ba^{2+}$을 포함한 세포 외 용액에서, $Ba^{2+}$ current는 0.1 mM ATP를 세포외부에 처치했을 때, 평균 $36{\pm}6%$ (n=6) 감소되어 나타났고 ATP를 씻어준 후 전류는 다시 회복되는 가역적 반응을 보였다. ATP의 전류 억제 기전을 알아보고자 칼슘통로에서 관찰되는 현상 중의 하나인 소통(facilitation)현상을 기록하였다. +80 mV의 큰 prepulse를 준 후 바로 테스트 펄스를 주며 측정한 전류는 큰 prepulse에 의해 억제효과가 풀리는(disinhibition) 현상을 나타내었다. ATP 처치 후 큰 자극을 주어 $37{\pm}5%$ (n=11)의 $Ba^{2+}$ 전류 증가가 있었고 이는 ATP가 없는 상태에서 순수하게 큰 자극에 의해 소통되는 $25{\pm}3%$ (n=12)과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). ATP의 억제 기전이 G-protein을 매개로 한 것인지를 알아보고자 가수분해 되지 않는 GTP 유도체인 $GTP{\gamma}S$를 세포 내에 준 후 $Ba^{2+}$ 전류를 기록하였다. $GTP{\gamma}S$에 의해 55%의 전류 크기의 감소가 있었고 이 환경에서 큰 prepulse를 인가하였을 때 $34{\pm}4%$ (n=19)의 소통현상을 보였다. 이는 $GTP{\gamma}S$가 없는 환경에서의 $25{\pm}3%$ (n=12)의 소통현상을 보인 것과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). $Ba^{2+}$ current trace의 활성화 과정(activation)을 curve-fitting한 결과, control은 single exponential curve로 fitting된 반면, ATP 또는 $GTP{\gamma}S$를 처치한 경우, 그리고 ATP와 $GTP{\gamma}S$ 모두 처치한 경우에서는 double-exponential curve로 가장 잘 fitting이 되었다. 즉, ATP나 $GTP{\gamma}S$를 처치했을 때 모두 전류가 더 느리게 활성화되는 모양을 나타내었고, 이상의 결과로 미루어 ATP와 $GTP{\gamma}S$는 같은 방식으로 칼슘통로를 억제하고, 이러한 억제효과는 세포막에 아주 큰 전압을 걸어주면 칼슘 통로에 결합했던 G-protein이 막전압 의존적으로 떨어짐으로써 소실(disinhibition)된다고 해석된다. 본 연구에서 확인한 ATP의 칼슘통로 억제효과는 자체 크로마핀 세포 또는 주변 세포에서 아드레날린이 적게 분비되게 하는 autocrine 또는 paracrine inhibition 과정의 중요한 기전으로 작용할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제8권1호
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• pp.3-15
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• 1997

Adrenal chromaffin cells secrete catecholamine in response to acetylcholine. The secretory response has absolute requirement for extracellular calcium, indication that $Ca^{2+}$ influx through voltage dependent $Ca^{2+}$ channel (VDCC) is the primary trigger of the secretion cascade. Although the existence of various types of $Ca^{2+}$ channels has been explored using patch clamp technique in adrenal chromaffin cells, the contribution of different types of $Ca^{2+}$ channels to catecholamine secretion remains to be established. To investigate the quantative contribution of different types of $Ca^{2+}$ channels to cate-cholamine secretion, $Ca^{2+}$ current($I_{Ca}$) and the resultant membrane capacitance increment($\Delta{C}_{m}$) were simultaneoulsy measured. Software based phasor detector technique was used to monitor $\Delta{C}_{m}$. After blockade of L type VDCC with nicardipine (1$\mu$M), $I_{ca}$ was blocked to 43.85$\pm$6.72%(mean$\pm$SEM) of control and the resultant ㅿC$_{m}$ was reduced ot 30.10$\pm$16.44% of control. In the presence of nicardipine and $\omega$-conotoxin in GVIA(l$\mu$M), an N type VDCC antagonist, $I_{ca}$ was blocked to 11.62$\pm$2.96% of control and the resultant $\Delta{C}_{m}$ was reduced to 26.13$\pm$8.25% of control. Finally, in the presence of L, N, and P type $Ca^{2\pm}$ channel antagonists(nicardipine, $\omega$-Conotoxin GVIA, and $\omega$-agatoxin IVA, respectively), $I_{ca}$ and resultant $\Delta{C}_{m}$ were almost completely blocked. From the observation of parallel effects of $Ca^{2+}$ channel antagonists on $I_{ca}$ and $\Delta{C}_{m}$, it was concluded that L, N, and also P type $Ca^{2+}$ channels served and $Ca^{2+}$ source for exocytosis and no difference was observed in their efficiency to evoke exocytosis amost L, N, and P type $Ca^{2+}$ channels.

• 대한약리학회지
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• 제31권1호
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• pp.63-74
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• 1995

저산소 상태에서는 부신수질로부터 카테콜아민 (CA) 유리작용이 활성화되지만 반면에 소의 배양 chromaffin cell에서는 고통도의 $K^+$에 의한 CA 분비작용이 억제된다고 알려져 있다. 본 연구에서는 적출 흰쥐 관류부신에서 콜린성 자극과 막탈분극에 의한 CA 분비작용에 대한 저산소증의 영향을 검색하고 그 작용기전을 규명코자 하였다. 본 연구목적을 위하여, 적출 흰쥐 관류부신을 이용, 저산소증이 니코틴($N_1$), 무스카린($M_1$) 수용체 흥분약, 막탈분극 약물, 칼슘채널 활성화 약물, 세포내 칼슘유리 약물 및 ACh에 의한 CA 분비에 미치는 영향을 연구하였으며, 저산소증은 95% 질소 및 5% 이산화탄소 혼합가스를 Krebs액에 주입하여 유발시켰으며, $3{\sim}4$시간동안 유지하였다. 저산소증 유발시, DMPP ($100{\mu}M$), McN-A-343 ($100{\mu}M$), ACh (5.32 mM), Bay-K-8644 ($10{\mu}M$) 및 high $K^+$ (56 mM)에 의한 CA 분비작용을 시간의존적으로 점차 유의성인 감소를 나타내었다. 그러나, cyclopiazonic acid ($10{\mu}M$)에 의한 CA 분비반응에는 하등의 영향을 일으키지 못하였다. 또한 저산소증 자체가 CA의 기초분비 작용에는 영향을 미치지 않았다. 이와같은 실험결과로 보아, 저산소증시 콜린성 자극 및 막탈분극에 의한 CA 분비 작용이 억제되며, 이러한 억제작용은 chromaffin cell내로 $Ca^{++}$ 유입을 직접적으로 억제시키는 결과에 기인되며, 세포내 칼슘저장고로부터 칼슘유리작용과는 관계없는 것으로 사료된다.

• 대한약리학회지
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• 제25권1호
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• pp.31-42
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• 1989

Metoclopramide (MCP)는 역류성식도염, 위하수증, 항암제에 의한 구토 증상을 치료하는데 사용되고 있는 dopamine수용체 차단제로 알려져 있다. 본 연구에서는 흰쥐의 적출 관류부신에서 catecholamine (CA)의 분비작용에 미치는 영향을 검토하여 다음과 같은 결과를 얻었다. MCP는 부신정맥내로 주입하였을때 용량의존적으로 CA 분비작용을 나타냈다. 이러한 MCP의 CA 분비작용은 atropine 전처치로 차단되었으나 chlorisondamine 처치에 의해서는 완전 차단되지 못하였다. MCP 분비작용은 physostigmine, adenosine, ouabain의 전처치로 현저히 증강되었다. 그러나 5mM-EGTA 함유 $Ca^{++}-free\;Krebs$ 액으로 관류하였을때 MCP의 CA 분비작용은 현저히 억제되었다. MCP (200 ug/30 min)를 관류한 실험에서는 KCI이나 acetylcholine의 CA 분비작용이 유의있게 감소되었다. 이상의 실험결과로 보아 MCP는 칼슘의존적기전에 의해 CA를 유리 시키며, 이러한 분비작용은 부신에서 nicotine수용체 보다도 muscarine수용체의 활성화에 더 기인 되는 것으로 생각되며, chromaffin cell에 대한 일분 직접작용도 개재되어 나타나는 것으로 사료된다.

• 대한약리학회지
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• 제32권3호
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• pp.357-371
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• 1996

리튬(Lithium)은 임상에서 조울병 치료에 이용되고 있다. 본 연구는 흰쥐 적출 관류부신 으로부터 catecholamine (CA) 분비에 대한 리튬의 작용을 검색 하고 그 기전을 규명하고자 하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 정상 Krebs-bicarbonate 용액내의 $Na^+$ (118.4 mM)을 리튬으로 대치하여 관류하였을때 CA 분비는 점차적인 증가를 나타내었으며, $30{\sim}60$분에서 최대 분비작용을 나타내었다. Li-Krebs액은 모든 실험에서 부신정맥을 통해서 2시간동안 관류하였다. Li-Krebs에 의한 CA 분비반응은 $Ca^{++}-free$ Krebs액으로 전처치한 상태에서 유의하게 억제되었다. 이와같은 Li-Krebs 액에 의한 CA 분비작용은 nicardipine ($10^{-6}$ M), TMB-8 ($10^{-5}$ M) 및 chlorisondamine ($10^{-6}$ M) 등을 20 분간 각각 전처치 하였을때 현저히 감약되었으나 pirenzepine ($2{\times}10^{-6}$ M)에 의해서는 별다른 영향을 받지 않았다. $Na^+$ pump 억제제인 ouabain ($10^{-4}$ M)으로 20 분간 전처치한 후 Li-Krebs에 의한 CA 유리작용은 뚜렷이 억제되었다. 더우기 tetrodotoxin ($5{\times}10^{-7}$ M)으로 20 분간 전처치 하였을때도 Li-Krebs에 의한 CA 분비반응은 현저히 감약되었다. 이상과 같은 실험결과를 종합하여 보면, 리튬은 흰쥐 부신수질의 크롬 친화성 세포내에 측적됨으로써 칼슘의존성의 CA 분비작용을 일으키며, 이러한 분비작용은 i) 크롬친화성 세포의 탈분극과 이어서 voltage-sensitive 칼슘채널의 개방과 ii) $[Li]_i-[Ca]_0$ counter-transport system의 활성화를 통한 두가지 작용기전에 의해서 매개되는 것으로 생각된다.