• Toxicological Research
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• 제18권4호
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• pp.355-362
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• 2002

Pathophysiological elevation of intracellular calcium concentration ($[Ca^{2+}]_1$) in the neuron has been considered as an important responsible factor in the neuronal cell damages. However the mechanism of increase of $[Ca^{2+}]_1$ and the relationship between $[Ca^{2+}]_1$ level and cytotocixity have not been fully demonstrated. In the present study, real-time alteration of $[Ca^{2+}]_1$and cellular response (cell damages) in the pheochromocytoma cells (PC12) stimulated by glutamate were investigated. Glutamate dose dependently decreased cell viability determined propidium iodide fluorescence method and morphology change. Conversely related with cell damages, glutamate dose dependently increased the level of［Ca$^{2+}$］$_{i}$ . To investigate the mechanism of glutamate-induced increase of $[Ca^{2+}]_1$,$[Ca^{2+}]_1$, was first measured in the cell cultured in calcium free media and in the presence of dantrolene, an inhibitor of calcium release from ryanodine receptor located in endoplasmic reticulum (ER). Similar to the increase$[Ca^{2+}]_1$ in the calcium-containing media, glutamate dose dependently increased $[Ca^{2+}]_1$ in the cell cultured in free calcium media. However pretreatment (2 hr) with 20~50 $\mu\textrm{M}$ dantrolene substantial lowered glutamate-induced increase of $[Ca^{2+}]_1$, suggesting that release of calcium from ER may be major sourse of increase of $[Ca^{2+}]_1$ in PC12 cells. Dantrolene-induced inhibition of $[Ca^{2+}]_1$ resulted in recovery of cytotoxicity by glutamate. Relevance of N-methy-D-aspartate (NMDA) receptor, a type of glutamte receptor on glutamate-induced incense of $[Ca^{2+}]_1$,$[Ca^{2+}]_1$ was also determined in the cells pretreated (2 hr) with NMDA receptor antagonist MK-80l. Glutamate-induced increase of $[Ca^{2+}]_1$ was reduced by MK-801 dose dependently. Furthermore, glutamate-induced cytotoxicity was also prevented by MK-80l. These results demonstrate that glutamte increase $[Ca^{2+}]_1$ dose dependently and thereby cause cytotoxicity. The increase of $[Ca^{2+}]_1$ may release from ER, especially through ryanodine receptor and/or through NMDA receptor Alteration of calcium homeostasis through disturbance of ER system and/or calcium influx through NMDA receptor could contribute glutamate-induced cell damages.s.

• 약학회지
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• 제43권6호
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• pp.809-817
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• 1999

The effect of 2-(4-cyanophenyl)amino-1,4-naphthalenedione-3-pyridinium perchlorate (PQ5) on pla-telet aggregation and its action mechanisms were investigated with rat platelet. PQ5 inhibited the platelet aggregation induced by collagen ($6{\;}{\mu\textrm{g}}/ml$), thrombin (0.4 U/ml) and A23187 ($3{\mu}M$) in concentration-dependent manner with $IC_{50}$ values of 5.50, 25.89 and $37.12{\;}{\mu}M$, respectively. PQ5 also significantly reduced the thromboxane $A_2$ (TXA2) formation in a concentration dependent manner. The collagen-induced arachidonic acid (AA) release in [-3H]-AA incorporated platelet, an indication of the phospholipase $A_2$ activity, was decreased by PQ5 pretreatment PQ5 significantly inhibited the activity of thormboxane synthase only at high concentration ($100{\mu}M$), but did not affect the cyclooxygenase activity at all. Collagen-induced ATP release was significantly reduced by PQ5. Calcium-induced platelet aggregation experiment suggests that the elevation of intracellular free $Ca^{2+}$ concentration ($[Ca^{2+}]_i$) by collagen stimulation is decreased by the pretreatment of PQ5, which is due to the inhibition of calcium release from intracellular store and influx from outside of the cell. PQ5 did not showed the effect of anticoagulation as prothrombin time (PT) or activated partial thromboplastin time (APTT). Form these results, it is suggested that PQ5 exerts its antiplatelet activity through the inhibition of the intracellular $Ca^{2+}$ mobilization and the decrease of the $TXA_2$ synthesis.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권3호
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• pp.210-219
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• 2004

외부 자극에 의하여 세포 내 $Ca^2$$^{+}$이 증가하면 세포 내 $K^{+}$이 유출되어 세포 외 $K^{+}$ 농도는 수 mM 범위에서 증가할 수 있다. 이러한 세포 외 $K^{+}$의 증가가 혈관 수축성에 미치는 영향을 규명하고자, 세포 외 $K^{+}$가 혈관평활근 수축성, 내피세포 의존성 이완과 혈관내피세포 $Ca^2$$^{+}$ 농도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 토끼에서 분리한 경동맥, 상장간막동맥 분지, 기저동맥과 쥐의 대동맥에서 등장성 수축을 기록하였으며 배양한 쥐의 대동맥 혈관내피세포와 인간 제대정맥 내피세포에서 세포 내 $Ca^2$$^{+}$ 변화를 측정하였다. 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6에서 12 mM로 증가하는 경우 도관동맥인 토끼 경동맥은 수축성에 변화가 없는 반면 저항혈관인 기저동맥과 상장간막동맥분지는 이완하였다. 이러한 $K^{+}$ 유발 이완은 혈관 종류에 따라 차이가 있었는데 기저동맥에서는 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6에서 12 mM로 증가하였을 때보다 세포 외 $K^{+}$ 농도를 1에서 3 mM로 증가하였을 때 더 크게 이완하였으며 상장간막동맥의 분지에서는 반대로 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6에서 12 mM로 증가하였을 때 더 크게 이완하였다. 그리고 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6에서 12 mM로 증가하였을 때의 이완은 $Ba^2$$^{+}$에 의하여 억제되는 반면 1에서 3 mM로 증가에 의한 이완은 억제되지 않았다. 쥐 대동맥에서도 토끼 경동맥과 동일한 효과가 관찰되었는데 세포 외 $K^{+}$ 농도를 6 mM에서 12 mM로 변화시켜도 norepinephrine혹은 prostaglandin $F_2$$_{\alpha}$에 의한 수축력은 유의한 변화가 없었다. 또한 세포 외 $K^{+}$ 농도를 점차 증가시키는 경우 12 mM 이상 증가가 되면 혈관평활근이 수축하기 시작하였지만 12 mM 이하의 증가에 의해서는 혈관평활근의 수축력은 증가하지 않았다. 한편 쥐 대동맥에서 acetylcholine에 의하여 유발된 내피세포 의존성 이완은 세포 외 $K^{+}$ 농도를 정상 6 mM에서 12 mM로 증가시키면 억제되었다. 한편 배양한 쥐 대동맥 내피세포에서는 acetylcholine 혹은 ATP에 의하여 세포 내 $Ca^2$$^{+}$이 증가하였다. 증가한 세포 내 $Ca^2$$^{+}$은 세포 외 $K^{+}$농도를 6 mM에서 12 mM로 증가시키면 가역적 및 농도 의존적으로 감소하였다. 세포 외 $K^{+}$ 증가에 의한 세포 내 $Ca^2$$^{+}$ 억제 효과는 인간 제대정맥 내피세포에서도 관찰되었다. 그리고 세포 외 $K^{+}$ 증가에 의한 내피세포 의존성 이완의 억제효과는 $Na^{+}$- $K^{+}$ pump 억제제인 ouabain과 $Na^{+}$-C $a^2$$^{+}$exchanger 억제제인 N $i^2$$^{+}$에 의하여 억제되었다. 이러한 실험 결과로 미루어 세포 외 $K^+$의 증가는 저항혈관 평활근을 이완시키는데 그 기전은 혈관 종류에 따라 차이가 있었다. 그리고 세포 외 $K^{+}$의 증가는 혈관내피세포 $Ca^2$$^{+}$을 감소시켜 내피세포 의존성 이완을 억제하는데 이는 $Na^2$$^{+}$- $K^2$$^{+}$pump를 활성화시켜 일어나는 것으로 생각된다.