A Study on the Post-Receptor Mechanism of Adenosine Receptor on Norepinephrine Release in the Rat Hippocampus

흰쥐 해마에서 Norepinephrine 유리에 미치는 Adenosine Receptor의 Post-Receptor 기전에 관한 연구

Since it has been reported that the depolarization-induced norepinephrine (NE) release is inhibited by activation of presynaptic $A_1-adenosine$ heteroreceptor in hippocampus, a large body of experimental data on the post-receptor mechanism of this process has been accumulated. But, the post-receptor mechanism of presynaptic $A_1-adenosine$ receptor on the NE release has not been clearly elucidated yet. Therefore, it was attempted to clarify the post-receptor mechanisms of the $A_1-adenosine$ receptor-mediated control of NE release in this study. Slices from rat hippocampus were equilibrated with $^3H-norepinephrine$ and the release of the labelled products was evoked by electrical stimulation (3 Hz, 5 $Vcm^{-1}$, 2 ms, rectangular pulses), and the influence of various agents on the evoked tritium-outflow was investigated. Adenosine, in concentrations ranging from $1{\sim}30{\mu}M$, decreased the NE release in a dose-dependent manner, without affecting the basal rate of release. The adenosine effects were significantly inhibited by 8-cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine (DPCPX, $2{\mu}M$), a selective $A_1-receptor$ antagonist. The responses to N-ethylmaleimide (NEM, 10 & $30{\mu}M$), a SH-alkylating agent of G-protein, were characterized by increments of the evoked NE-release and the basal release, and the adenosine effects were completely abolished by NEM pretreatment. $4{\beta}-Phorbol$ 12,13-dibutyrate (PDB, $1{\mu}M$), a specific protein kinase C (PKC) activator, increased the evoked NE release, whereas polymyxin B sulfate (PMB,0.1 mg), a PKC inhibitor, decreased the release, and the adenosine effects were inhibited by these agents. Nifedipine $(1{\mu}M)$, a $Ca^{2+}-channel$ blocker of dihydropyridine analogue, did not affect the adenosine effect. Tetraethylammonium (TEA, 3 mM) increased the evoked NE release, and inhibited the adenosine effects, but glibenclamide, a ATP dependent $K^+-channel$ blocker, did not. Finally, 8-bromo cyclic AMP (100 & $300{\mu}M$), a membrane-permeable analogue of cAMP, did not alter the NE release, but adenosine effects were inhibited by pretreatment with 8br-cAMP. These results suggest that the decrement of the evoked NE-release by $A_1-adenosine$ receptor is mediated by the C-protein, which is coupled to protein kinase C, adenylate cyclase system and TEA sensitive $K^+-channel$, and that nifedipine-sensitive $Ca^{2+}-channel$ and glibenclamide-sensitive $K^+-channel$ are not involved in this process.

흰쥐 해마(hippocampus)에서 norepinephrine(NE) 유리에 미치는 $A_1-adenosine$ 수용체의 post-receptor 기전에 관한 지견을 얻고자 하여 $^3H-norepinephrine$으로 평형시킨 해마 절편을 사용하여 adenosine의 $^3H-NE$ 유리에 미치는 여러가지 약물의 영향을 관찰하였다. Adenosine($1{\sim}30{\mu}M$)은 전기자극(3 Hz, 2 ms, 5 Vcm-1, 구형파)에 의한 NE 유리를 용량 의존적으로 감소시켰고, 이 효과는 선택적인 $A_1-adenosine$ 수용체 차단제인 $8-cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine(2{\mu}M)$에 의해 차단되었다. G-단백 억제제인 N-ethylmaleimide(NEM, 10과 $30{\mu}M$)는 그 자체로써 전기자극으로 유발시킨 NE 유리를 증가시켰으며, adenosine의 NE 유리 억제효과는 NEM 전처리에 의하여 완전히 소실되었다. Protein kinase C 활성화제인 $4{\beta}-phorbol$ 12,13-dibutyrate(PDB, $1{\mu}M$)는 NE 유리 증가를 일으켰고, 이 효소 억제제인 $4{\beta}-polymyxin$ B(PMB, 0.1 mg)는 NE 유리감소를 일으켰으며, adenosine에 의한 NE 유리 감소효과는 PDB에 의해 억제되었고, PMB 전처리하에서는 감소효과가 출현하지 않았다. $Ca^{2+}$-통로 차단제인 $nifedipine(1{\mu}M$)은 adenosine의 NE 유리 억제효과에 영향을 미치지 못하고, ATP에 의존적인 $K^+-$통로 차단제인 glibenclamide역시 adenosine의 NE 유리 억제효과에 영향을 미치지 못하였다. 그러나 delayed rectifier $K^+-$통로 차단제인 tetraethylammonium(TEA, 3 mM)은 그 자체로 NE 유리를 증가 시켰으며, adenosine의 NE 유리 억제효과를 차단함을 볼 수 있었다. 8-bromo-cAMP(100과 $300{\mu}M$) 그 자체로는 NE 유리에 별다른 영향을 미치지 못하였으나 8-bromo-cAMP 전처리에 의하여 adenosine의 NE 유리 억제효과가 억제됨을 볼 수 있었다. 이상의 실험결과로 흰쥐 해마에서 $A_1-adenosine$ 수용체를 통한 adenosine의 NE 유리 감소는 G-단백에 의존적이며, 이러한 효과에 protein kinase C, TEA에 예민한 $K^+-$통로 및 adenylate cyclase계가 복합적으로 관여하고 nifedipine에 예민한 $Ca^{2+}-$통로와 glibenclamide에 예민한 $K^+-$통로는 관여하지 않는 것으로 사료된다.