• The Korean Journal of Physiology
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• 제25권2호
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• pp.125-131
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• 1991

Inactivation properties of Ca current in the unfertilized eggs of mouse were studied by using the whole cell voltage clamp technique and single microelectrode voltage clamp technique. Membrane potential was held at -80 mV and step depolarization was applied from -50 mV to 50 mV for $200{\sim}500\;ms$. Peak of inward Ca currents was $-2{\sim}-4\;nA$ at a membrane Potentials from -20 mV to 0 mV and outward currents were not observed within the membrane voltage range studied $(-50{\sim}50\;mV)$. Inward currents were fully inactivated within 200 ms after the onset of step depolarization. As the membrane became depolarized, time constant of inactivation (${\tau}$) was decreased but remained around $20{\sim}30\;ms$ beyond 10 mV. When $Ca^{2+}$ was used as a charge earlier, inactivation of inward $Ca^{2+}$ current also occured and time course of inactivation was similar to that of $Ca^{2+}$ currents as charge carrier. In the bathing solution containing high potassium $(131\;mM\;K^+)$, process of inactivation was not changed except a parallel decrease of value for the entire range of membrane potential. Steady-state inactivation of the $current(h_{\infty})$ obtained from the double pulse experiment showed the voltage-dependent change. These results suggested that inactivation of Ca currents in the unfertilized eggs of mouse was voltage-dependent.

• 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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• 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.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
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• 한국생물물리학회 2001년도 학술 발표회 진행표 및 논문초록
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• pp.26-26
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• 2001

Inactivation of N-type calcium current has been reported to be both voltage dependent and Ca$\^$2＋/ dependent. We have investigated the effects of Ba$\^$2＋/ and Ca$\^$2＋/ on N-channel inactivation in rat superior cervical ganglion neurons using the whole cell configuration of patch clamp technique. Inactivation was larger in Ca$\^$2＋/ than in Ba$\^$2＋/ even with 20 mM BAPTA.(omitted)

• 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.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제22권5호
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• pp.597-605
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• 2018

In this study, we demonstrated the inhibitory effect of the Class Ic antiarrhythmic agent propafenone on voltage-dependent $K^+$ (Kv) channels using freshly isolated coronary artery smooth muscle cells from rabbits. The Kv current amplitude was progressively inhibited by propafenone in a dose-dependent manner, with an apparent $IC_{50}$ value of $5.04{\pm}1.05{\mu}M$ and a Hill coefficient of $0.78{\pm}0.06$. The application of propafenone had no significant effect on the steady-state activation and inactivation curves, indicating that propafenone did not affect the voltage-sensitivity of Kv channels. The application of train pulses at frequencies of 1 or 2 Hz progressively increased the propafenone-induced inhibition of the Kv current. Furthermore, the inactivation recovery time constant was increased after the application of propafenone, suggesting that the inhibitory action of propafenone on Kv current is partially use-dependent. Pretreatment with Kv1.5, Kv2.1 or Kv7 inhibitor did not change the inhibitory effect of propafenone on the Kv current. Together, these results suggest that propafenone inhibits the vascular Kv channels in a dose- and use-dependent manner, regardless of $Na^+$ channel inhibition.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
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• 한국생물물리학회 1999년도 학술발표회 진행표 및 논문초록
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• pp.52-52
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• 1999

Inactivation of N-type calcium current has been reported to be voltage dependent (Jones ＆ Marks, 1989) and $Ca^{2＋}$ dependent(Cox ＆ Dunlap, 1994). We examined inactivation by recording currents from the same cell both in [B $a^{2＋}$]$_{o}$ and [C $a^{2＋}$]$_{o}$ in rat sympathetic neurons. With 11 mM internal EGTA, fractional inactivation[l-(current amplitude at the end of 5 sec pulse/peak current amplitude [1-(current amplitude at the end of 5 sec pulse/peak current amplitude)] was larger in $Ca^{2+}$(0.80$\pm$0.07) than in $Ba^{2+}$(0.69$\pm$0.10)(n=31, p<0.001), but the current traces were nicely fitted with two exponential components both in $Ba^{2+}$ and $Ca^{2+}$.(omitted)ted)ted)

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제22권6호
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• pp.649-660
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• 2018

Migraine is a neurological disorder characterized by recurrent and disabling severe headaches. Although several anticonvulsant drugs that block voltagedependent $Na^+$ channels are widely used for migraine, far less is known about the therapeutic actions of carbamazepine on migraine. In the present study, therefore, we characterized the effects of carbamazepine on tetrodotoxin-resistant (TTX-R) $Na^+$ channels in acutely isolated rat dural afferent neurons, which were identified by the fluorescent dye DiI. The TTX-R $Na^+$ currents were measured in medium-sized DiIpositive neurons using the whole-cell patch clamp technique in the voltage-clamp mode. While carbamazepine had little effect on the peak amplitude of transient $Na^+$ currents, it strongly inhibited steady-state currents of transient as well as persistent $Na^+$ currents in a concentration-dependent manner. Carbamazepine had only minor effects on the voltage-activation relationship, the voltage-inactivation relationship, and the use-dependent inhibition of TTX-R $Na^+$ channels. However, carbamazepine changed the inactivation kinetics of TTX-R $Na^+$ channels, significantly accelerating the development of inactivation and delaying the recovery from inactivation. In the current-clamp mode, carbamazepine decreased the number of action potentials without changing the action potential threshold. Given that the sensitization of dural afferent neurons by inflammatory mediators triggers acute migraine headaches and that inflammatory mediators potentiate TTX-R $Na^+$ currents, the present results suggest that carbamazepine may be useful for the treatment of migraine headaches.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제24권6호
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• pp.545-553
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• 2020

Aripiprazole is a quinolinone derivative approved as an atypical antipsychotic drug for the treatment of schizophrenia and bipolar disorder. It acts as with partial agonist activities at the dopamine D2 receptors. Although it is known to be relatively safe for patients with cardiac ailments, less is known about the effect of aripiprazole on voltage-gated ion channels such as transient A-type K⁺ channels, which are important for the repolarization of cardiac and neuronal action potentials. Here, we investigated the effects of aripiprazole on Kv1.4 currents expressed in HEK293 cells using a whole-cell patch-clamp technique. Aripiprazole blocked Kv1.4 channels in a concentration-dependent manner with an IC₅₀ value of 4.4 μM and a Hill coefficient of 2.5. Aripiprazole also accelerated the activation (time-to-peak) and inactivation kinetics. Aripiprazole induced a voltage-dependent (δ = 0.17) inhibition, which was use-dependent with successive pulses on Kv1.4 currents without altering the time course of recovery from inactivation. Dehydroaripiprazole, an active metabolite of aripiprazole, inhibited Kv1.4 with an IC₅₀ value of 6.3 μM (p < 0.05 compared with aripiprazole) with a Hill coefficient of 2.0. Furthermore, aripiprazole inhibited Kv4.3 currents to a similar extent in a concentration-dependent manner with an IC₅₀ value of 4.9 μM and a Hill coefficient of 2.3. Thus, our results indicate that aripiprazole blocked Kv1.4 by preferentially binding to the open state of the channels.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제26권5호
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• pp.397-404
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• 2022

Fesoterodine, an antimuscarinic drug, is widely used to treat overactive bladder syndrome. However, there is little information about its effects on vascular K⁺ channels. In this study, voltage-dependent K⁺ (Kv) channel inhibition by fesoterodine was investigated using the patch-clamp technique in rabbit coronary artery. In whole-cell patches, the addition of fesoterodine to the bath inhibited the Kv currents in a concentration-dependent manner, with an IC₅₀ value of 3.19 ± 0.91 μM and a Hill coefficient of 0.56 ± 0.03. Although the drug did not alter the voltage-dependence of steady-state activation, it shifted the steady-state inactivation curve to a more negative potential, suggesting that fesoterodine affects the voltage-sensor of the Kv channel. Inhibition by fesoterodine was significantly enhanced by repetitive train pulses (1 or 2 Hz). Furthermore, it significantly increased the recovery time constant from inactivation, suggesting that the Kv channel inhibition by fesoterodine is use (state)-dependent. Its inhibitory effect disappeared by pretreatment with a Kv 1.5 inhibitor. However, pretreatment with Kv2.1 or Kv7 inhibitors did not affect the inhibitory effects on Kv channels. Based on these results, we conclude that fesoterodine inhibits vascular Kv channels (mainly the Kv1.5 subtype) in a concentration- and use (state)-dependent manner, independent of muscarinic receptor antagonism.