• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2660-2667
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• 2011

TREK-1 채널은 two-pore 도메인 포타슘 (K2P) 채널로서 세포내 pH, 세포막의 신전, 불 포화 지방산, 온도, 휘발성 마취제, 신경세포방어물질에 의해 잘 조절된다. TREK-1 채널은 포타슘 이동에 의해 신경세포의 흥분성과 안정막전압을 조절한다. 최근 TREK-1은 전립선 암세포에서도 과발현됨이 확인되었다. 이러한 중요성에도 불구하고, TREK-1 채널에 대한 플라보노이드 효과는 거의 알려지지 않았다. 본 연구의 목적은 전기생리학적 방법 중의 하나인 excised inside-out patch기법을 이용하여 TREK-1 채널을 조절하는 플라보노이드를 탐색하는 것이다. TREK-1 채널이 발현된 CHO 세포에서 단일채널 팻취고정 방법을 이용하여 커큐민 (curcumin), EGCG (epigallocatechin-3-gallate), 퀘르세틴 (quercetin)에 의한 TREK-1 채널의 차단효과를 증명하였다. 퀘르세틴과 커큐민의 차단효과는 가역적으로 회복되었으나 EGCG는 거의 회복되지 않았다. 퀘르세틴, EGCG, 커큐민의 상대적 채널 활성도 (relative channel activity)는 $73{\pm}2.3%$ (n=5), $91{\pm}3.2%$ (n=7), $94{\pm}5.6%$ (n=4)까지 감소하였다. CHO 세포에 발현된 TREK-1 채널에 대한 커큐민, 퀘르세틴, EGCG의 $IC_{50}$는 각각 $1.04{\pm}0.19\;{\mu}M$, $1.13{\pm}0.26\;{\mu}M$, $13.5{\pm}2.20\;{\mu}M$ 이었다. 이러한 결과는 플라보노이드가 TREK-1 채널을 억제하며, 이 조절은 신경계 또는 종양세포에서 플라보노이드의 약리학적 작용 중의 하나임을 제시한다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제32권3호
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• pp.243-248
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• 2017

Antioxidants have been added to cryoprotectant or in vitro culture medium for sperm to reduce the detrimental damage, such as reactive oxygen species. However, curcumin, an antioxidant, shows dual effect on the viability and progressive motility of bovine sperm exposed to hydrogen peroxide. Low concentration of curcumin increases sperm viability and progressive motility, whereas high concentration of curcumin reduces them. This study was performed to identify whether TREK-1 channel is related to low sperm viability and motility induced by high concentration of curcumin. Curcumin reduced TREK-1 channel activity in a dose-dependent manner. TREK-1 channel was expressed in sperm obtained from Korean native bull. Treatment with TREK-1 channel blockers, such as curcumin, fluoxetine, $GdCl_3$, and spadin, significantly reduced sperm viability and motility (p < 0.05). However, TREK-1 channel activators showed different effect; linoleic acid showed an increase in sperm viability and motility, and wogonin did not affect them. These results show that TREK-1 channel is involved in the regulation of sperm viability and motility. In particular, high concentration of curcumin might reduce sperm viability and progressive motility of Korean native bull through blockage of TREK-1 channel.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.2125-2132
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• 2012

Fluoxetine과 tianeptine은 보편적으로 사용되는 항우울제 (AD)이며, haloperidol과 risperidone도 많이 사용되는 항정신성 (APD) 약물로 다양한 이온채널을 조절한다. TREK2 채널은 우울증과 정신분열증 같은 정신질환에 대한 병태생리학적으로 중요한 역할을 하는 TREK1 채널과 생리학적 성질이 매우 비슷하여, 정신성 및 우울증 약물의 TREK2 채널에 대한 효과가 TREK1과 유사하게 나타날 가능성이 있다. Excised inside-out 팻취 방법을 사용하여, 클론된 TREK2 채널이 발현된 CHO 세포에서 항정신성 약물과 항우울제의 효과를 조사했다. Fluoxetine (선택적 세로토닌 방출 억제제, SSRI)은 TREK2 채널을 농도 의존적으로 억제하였으나 ($IC_{50}=13{\mu}M$), tianeptine (선택적 세로토닌 재흡수 증가제, SSRE)은 TREK2 채널 활성을 감소시키지 않고 증가시켰다. Haloperidol은 TREK2 채널을 농도 의존적으로 억제하였으나 ($IC_{50}=44{\mu}M$), risperidone은 고농도 ($100{\mu}M$)에서도 TREK2 채널 활성을 완전히 억제 시키지 못했다. 본 연구는 tianeptine 보다 fluoxetine이 TREK2 채널을 더 잘 억제하고 risperidone 보다 haloperidol에 더 잘 억제됨을 보여 주었고, TREK2 채널에 대한 항정신성 약물과 항우울제의 차별적 작용이 약물 부작용의 어떤 기전에 기여 할 수 있음을 제시한다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제24권3호
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• pp.252-259
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• 2016

Neuropathic pain is a complex state showing increased pain response with dysfunctional inhibitory neurotransmission. The TREK family, one of the two pore domain $K^+$ (K2P) channel subgroups were focused among various mechanisms of neuropathic pain. These channels influence neuronal excitability and are thought to be related in mechano/thermosensation. However, only a little is known about the expression and role of TREK-1 and TREK-2, in neuropathic pain. It is performed to know whether TREK-1 and/or 2 are positively related in dorsal root ganglion (DRG) of a mouse neuropathic pain model, the chronic constriction injury (CCI) model. Following this purpose, Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) and western blot analyses were performed using mouse DRG of CCI model and compared to the sham surgery group. Immunofluorescence staining of isolectin-B4 (IB4) and TREK were performed. Electrophysiological recordings of single channel currents were analyzed to obtain the information about the channel. Interactions with known TREK activators were tested to confirm the expression. While both TREK-1 and TREK-2 mRNA were significantly overexpressed in DRG of CCI mice, only TREK-1 showed significant increase (~9 fold) in western blot analysis. The TREK-1-like channel recorded in DRG neurons of the CCI mouse showed similar current-voltage relationship and conductance to TREK-1. It was easily activated by low pH solution (pH 6.3), negative pressure, and riluzole. Immunofluorescence images showed the expression of TREK-1 was stronger compared to TREK-2 on IB4 positive neurons. These results suggest that modulation of the TREK-1 channel may have beneficial analgesic effects in neuropathic pain patients.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제12권4호
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• pp.211-216
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• 2008

TREK (TWIK-RElated $K^+$ channels) and TRAAK (TWIK-Related Arachidonic acid Activated $K^+$ channels) were expressed in COS-7 cells, and the channel activities were recorded from inside-out membrane patches using holding potential of - 40 mV in symmetrical 150 mM $K^+$ solution. Intracellular application of an oxidizing agent, 5,5'-dithio-bis (2-nitrobenzoic acid) (DTNB), markedly decreased the activity of the TREK2, and the activity was partially reversed by the reducing agent, dithiothreitol (DTT). In order to examine the possibility that the target sites for the oxidizing agents might be located in the C-terminus of TREK2, two chimeras were constructed: TREK2 (1-383)/TASK3C and TREK2 (1-353)/TASK3C. The channel activity in the TREK2 (1-383)/TASK3C chimera was still inhibited by DTNB, but not in the TREK2 (1-353)/TASK3C chimera. These results indicate that TREK2 is inhibited by oxidation, and that the target site for oxidation is located between the amino acid residues 353 and 383 in the C-terminus of the TREK2 protein.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1964-1971
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• 2015

사람의 골수 또는 제대정맥에서 유래된 중간엽 줄기 세포 (hBM-MSC 또는 hUC-MSC)는 임상적 치료 적용에 매우 유용한 세포유형으로 알려져 왔다. 우리는 이러한 세포에서 two-pore 도메인 포타슘 (K2P)채널을 조사하였다. K2P 채널은 다양한 세포유형들에서 안정막 전위를 형성하는데 중요한 역할을 한다. 그들 중 TREK1은 수소, 저산소증, 다불포화 지방산, 항우울제 및 신경전달물질들의 표적이다. 우리는 RT-PCR 분석과 팻취고정기법을 이용하여 hBM-MSCs와 hUC-MSC가 기능적인 TREK1 채널을 발현하는지 조사했다. hBM-MSCs와 hUC-MSCs에서 100 pS 단일 채널 전도도를 가진 포타슘채널이 발견되었고, 그 채널은 세포막 신전 (-5 mmHg ~ -15 mmHg), 아라키도닉산 ($10{\mu}M$), 세포내 산성화 (pH 6.0)에 의해 활성화 되었다. 이러한 전기생리학적 성질은 TREK1과 유사하였다. 우리의 결과는 안정막 전위에 기여하는 TREK1 채널이 hBM-MSC와 hUC-MSC에 기능적으로 존재하고 있음을 제시한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.127-135
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• 2016

Two-pore 도메인 포타슘 채널(two-pore domain $K^+$ channel, K2P channel)은 세포내 pH, 생리 활성 지질, 신경 전달 물질과 같은 생리학적 자극의 표적이며 안정막전압(resting membrane potential)을 설정하는 것으로 알려져 있다. 일부 유형의 K2P 채널들은 세포 사멸 및 종양 형성 등에서 중요한 역할을 한다. K2P 채널 중 TREK2 채널의 길항제는 보고되지 않았다. 본 연구의 목적은 TREK2 채널을 과발현시킨 HEK293 세포(HEKT2)에서 플라보노이드에 의해 TREK2 채널이 억제되는지 그리고 HEKT2 세포의 증식이 플라보노이드에 의해 영향을 받는지 알아보고자 하였다. 전기생리학적 전류는 단일 채널 patch clamp 방법을 사용하여 기록하였고 세포 증식은 XTT 에세이방법을 이용하여 측정하였다. HEKT2 세포에서 전기생리학적 TREK2 채널 활성도는 에피갈로카테킨-3-갈레이트(EGCG) 및 케르세틴과 같은 플라보노이드에 의해 각각 $91.5{\pm}13.1%$(n=5), $82.2{\pm}13.7%$(n=5)까지 억제되었다. 반면, EGCG 유사체인 에피카테킨(EC)는 TREK2 단일 채널 활성도에 현저한 억제 효과는 없었다. 또한 HEKT2 세포에서 세포 증식이 EGCG에 의해 $69.4{\pm}14.0%$(n=4)까지 감소되었음을 확인하였다. 결과로부터 EGCG와 케르세틴이 TREK2 채널 억제제임을 처음으로 확인하였고, EGCG만 HEKT2 세포의 증식을 감소시킨다는 결론을 얻었다. 본 연구의 결과는 EGCG 및 케르세틴이 TREK2 채널을 억제함으로써 막전압의 변화 유도와 세포 증식에 필요한 세포내 신호 변화의 시작을 트리거하는데 일차적으로 작동할 수 있음을 시사한다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제26권3호
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• pp.209-214
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• 2011

임신의 성립 및 유지에 중요한 자궁 내막과 호르몬의 변화는 생식기관에서 발현되는 K$_{2P}$ 통로의 발현을 변화시킬 수 있다. 본 연구는 한우의 임신 자궁 내막에서 K$_{2P}$ 통로의 발현 변화가 나타나는지 그리고 프로게스테론에 의해 그 발현량이 변화되는지를 확인하고자 수행하였다. 역전사중합효소 중합반응과 웨스턴블닷 분석을 통하여 임신한 한우의 자궁 내막에서 mRNA와 단백질의 발현 변화를 조사하였다. TREK-1을 제외한 K$_{2P}$ 통로의 mRNA 발현량이 임신 자궁 내막에서 변화되었다. mRNA가 크게 변화되는 TASK-3, TREK-2, TRAAK 및 TRESK의 단백발현 변화량을 임신 자궁 내막에서 확인하였는데, TREK-2와 TRESK만 mRNA 발현 변화 양상과 동일하게 임신 자궁 내막에서 각각 7.9배, 2배 증가하였다. 자궁 내막세포에 프로게스테론(10 ${\mu}g$/mL)을 처리하였을 때 TREK-2와 TRESK는 자궁 내막 조직에서 보여준 결과와 유사하게 단백 발현량이 각각 10배, 6배 증가하였다. 이상의 결과로부터 K$_{2P}$ 통로, 특히 TREK-2와 TRESK는 프로게스테론 변화에 의해 임신 자궁 내막에서 발현량이 증가할 것으로 생각된다. 그리고 증가된 TREK-2와 TRESK는 임신에 의해 유발되는 생리학적 변화를 조절하는데 기여할 것으로 생각된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제17권6호
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• pp.511-516
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• 2013

Bladder cancer is the seventh most common cancer in men that smoke, and the incidence of disease increases with age. The mechanism of occurrence has not yet been established. Potassium channels have been linked with cell proliferation. Some two-pore domain $K^+$ channels (K2P), such as TASK3 and TREK1, have recently been shown to be overexpressed in cancer cells. Here we focused on the relationship between cell growth and the mechanosensitive K2P channel, TREK2, in the human bladder cancer cell line, 253J. We confirmed that TREK2 was expressed in bladder cancer cell lines by Western blot and quantitative real-time PCR. Using the patch-clamp technique, the mechanosensitive TREK2 channel was recorded in the presence of symmetrical 150 mM KCl solutions. In 253J cells, the TREK2 channel was activated by polyunsaturated fatty acids, intracellular acidosis at -60 mV and mechanical stretch at -40 mV or 40 mV. Furthermore, small interfering RNA (siRNA)-mediated TREK2 knockdown resulted in a slight depolarization from $-19.9mV{\pm}0.8$ (n=116) to $-8.5mV{\pm}1.4$ (n=74) and decreased proliferation of 253J cells, compared to negative control siRNA. 253J cells treated with TREK2 siRNA showed a significant increase in the expression of cell cycle boundary proteins p21 and p53 and also a remarkable decrease in protein expression of cyclins D1 and D3. Taken together, the TREK2 channel is present in bladder cancer cell lines and may, at least in part, contribute to cell cycle-dependent growth.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제24권5호
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• pp.495-500
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• 2016

This study aimed to explore the neuroprotection and mechanism of isoflurane on rats with spinal cord ischemic injury. Total 40 adult male Sprague-Dawley rats were divided into the four groups (n=10). Group A was sham-operation group; group B was ischemia group; group C was isoflurane preconditioning group; group D was isoflurane preconditioning followed by ischemia treatment group. Then the expressions of TWIK-related $K^+$ channel 1 (TREK1) in the four groups were detected by immunofluorescent assay, real time-polymerase chain reactions (RT-PCR) and western blot. The primary neurons of rats were isolated and cultured under normal and hypoxic conditions. Besides, the neurons under two conditions were transfected with green fluorescent protein (GFP)-TREK1 and lentivirual to overexpress and silence TREK1. Additionally, the neurons were treated with isoflurane or not. Then caspase-3 activity and cell cycle of neurons under normal and hypoxic conditions were detected. Furthermore, nicotinamide adenine dinucleotide hydrate (NADH) was detected using NAD+/NADH quantification colorimetric kit. Results showed that the mRNA and protein expressions of TREK1 increased significantly in group C and D. In neurons, when TREK1 silenced, isoflurane treatment improved the caspase-3 activity. In hypoxic condition, the caspase-3 activity and sub-G1 cell percentage significantly increased, however, when TREK1 overexpressed the caspase-3 activity and sub-G1 cell percentage decreased significantly. Furthermore, both isoflurane treatment and overexpression of TREK1 significantly decreased NADH. In conclusion, isoflurane-induced neuroprotection in spinal cord ischemic injury may be associated with the up-regulation of TREK1.