Effect of N-methyl-D-aspartic acid(NMDA)-and Non NMDA-Receptor Agonists on Serotonin Release from Cultured Neurons of Fetal Rat Brainstem

뇌간 신경세포 배양에서 세로토닌 분비에 대한 N-methyl-D-aspartic Acid(NMDA) 및 Non-NMDA 수용체 효현제들의 작용

Serotonergic neurons in brainstem play important roles in the endogenous descending pain inhibitory system. To illucidate the involvement of glutamate receptors in the regulation of brainstem serotonergic neurons, we studied the effects of glutamate receptor agonists on 5-hydroxytryptamine(5-HT) release from cultured neurons of rat fetal (gestational age 14th day) brainstem. Cultured cells maintained for 10 days in vitro were stimulated for 30 minutes with agonists of glutamate receptor subtypes at 10-1,000 micromolar concentration. Glutamate (10-1,000 M) increased 5-HT release in a concentration-dependent manner. N-methyl-D-aspartic acid $(NMDA)(10-1,000\;{\mu}M)$ increased 5-HT release in a concentration-dependent manner. Non-NMDA receptor agonists, kainate and $AMPA(3-1,000\;{\mu}M)$ also concentration-dependently increased 5-HT release. These results suggest that both NMDA and non-NMDA receptors regulate 5-HT release from brainstem serotonergic neurons.

뇌간의 세로트닌 신경계는 내재성 하행성 동통억제계(endogenous descending pain inhibitory system)에 있어서 중추적인 역할을 하고 있다. 뇌간의 세로토닌 신경세포에 대한 glutamate 수용체 중 N-methyl-D-aspartic acid-(NMDA-) 및 non-NMDA 수용체 효현제들의 작용을 알아보기 위하여, 쥐의 태자(태생 14일)로부터 뇌간을 분리하여 10일 동안 배양한 후 5-hydroxytryptamine(5-HT)의 분비에 대한 각 glutamate 수용체 효현제들이 영향을 연구하였다. Glutamate를 $10\;{\mu}M$에서 $1000\;{\mu}M$까지 농도를 변화하여 30분 동안 배지에 가한 후, 배지내에 분비되는 세로토닌을 측정한 결과, 농도 의존적으로 세로토닌의 분비가 증가되었다. Glutamate 수용체 중에서 NMDA 수용체 효현제인 NMDA를 $10\;{\mu}M$에서 $1000\;{\mu}M$까지 농도를 변화하여 30분 동안 배지에 가한 후, 배지내에 분비되는 세로토닌을 측정한 결과, 농도 의존적으로 세로토닌의 분비가 증가되었다. Non-NMDA 수용체 효현제인 kainate 및 AMPA를 $3\;{\mu}M$에서 $300\;{\mu}M$까지 농도를 변화하여 배지에 처리한 결과, 각 효현제에 의해 농도 의존적으로 세로토닌의 분비가 증가됨을 관찰하였다. 이상의 연구결과, 쥐의 태자(태생 14일)로부터 분리하여 10일동안 배양한 뇌간의 세로토닌 신경세포에 있어서 glutamate, NMDA, kainate 및 AMPA 모두 5-HT의 분비를 자극함으로써, NMDA- 및 non-NMDA 수용체 모두 5-HT의 분비에 관여하고 있음을 나타낸다.