• Title/Summary/Keyword: Ca-type

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The Effect of Tyrosine Kinase Inhibitors on the L-type Calcium Current in Rat Basilar Smooth Muscle Cells

  • Bai, Guang-Yi;Yang, Tae-Ki;Gwak, Yong-Geun;Kim, Chul-Jin
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제39권3호
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    • pp.215-220
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    • 2006
  • Objective : Tyrosine kinase inhibitors may be useful in the management of cerebral vasospasm. It has not yet been reported whether L-type $Ca^{2+}$ channels playa role in tyrosine kinase inhibitors-induced vascular relaxation of cerebral artery. This study was undertaken to clarify the role of L-type $Ca^{2+}$ channels in tyrosine kinase inhibitors-induced vascular relaxation, and to investigate the effect of tyrosine kinase inhibitors on L-type $Ca^{2+}$ channels currents in freshly isolated smooth muscle cells from rat basilar artery. Methods : The isolation of rat basilar smooth muscle cells was performed by special techniques. The whole cell currents were recorded by whole cell patch clamp technique in freshly isolated smooth muscle cells from rat basilar artery. Results : Patch clamp studies revealed a whole-cell current which resembles the L-type $Ca^{2+}$ current reported by others. The amplitude of this current was decreased by nimodipine and increased by Bay K 8644. Genistein[n=5], tyrphostin A-23[n=3]. A-25[n=6] $30{\mu}M$ reduced the amplitude of the L -type $Ca^{2+}$ channel current in whole cell mode. In contrast, diadzein $30{\mu}M$ [n=3]. inactive analogue of genistein, did not decrease the amplitude of the L-type $Ca^{2+}$ channels current. Conclusion : These results suggest that tyrosine kinase inhibitors such as genistein, tyrphostin A-23, A-25 may relax cerebral vessel through decreasing level of intracellular calcium, [$Ca^{2+}$]i, by inhibition of L-type $Ca^{2+}$ channel.

시뮬레이션을 이용한 배아줄기세포 유래 심근세포의 페이스메이커 기전 연구

  • 김원배;김민철;최성우;김성준;염재범
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2017년)
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    • pp.703-707
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    • 2017
  • 배아줄기세포 유래 심근세포는 심근경색 등으로 심장이 제 기능을 다 하지 못할 때 치료적 목적으로 주사하여 환자의 심기능을 정상화 시키는 데에 쓰인다. 배아줄기세포 유래 심근세포는 페이스메이커 활동을 보이면서 막전압 고정상태에서도 주기적인 일과성 내향전류를 보이는 특징을 갖고 있다. 본 연구는 기존에 발표된 배아줄기세포 유래 심근세포의 시뮬레이션 모델을 이용하여 어떻게 하여 페이스메이커 활동이 나타나는지 그 기전을 밝히고자 하였다. 세포내 모든 이온을 고정하였을 때 모델 세포는 여전히 페이스메이커 활동을 보였다. 근장그물내 칼슘 이온을 고정하였을 때도 모델 세포는 페이스메이커 활동을 보였다. 그러나 Na-Ca 교환 전류를 차단하였을 때는 모델 세포의 페이스메이커 활동이 사라졌는데, 여기서 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 칼슘 의존성 비활성화 기전을 제거하자 페이스메이커 활동이 지속되었다. 또한 Na-Ca 교환전류와 L-type $Ca^{2+}$ 전류만으로는 페이스메이커 활동이 보이지 않았으나 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 크기를 3배로 증가시키자 페이스메이커 활동이 다시 나타남을 확인하였다. 따라서, 배아줄기세포 유래 심근세포의 페이스메이커 활동은 Na-Ca 교환전류와 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 역할이 매우 중요하며, Na-Ca 교환전류는 L-type $Ca^{2+}$ 전류가 비활성화되지 않도록 칼슘 이온의 농도를 조절하는 데에 큰 역할을 하는 것으로 결론을 내렸다.

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시뮬레이션을 이용한 배아줄기세포 유래 심근세포의 페이스메이커 기전 연구

  • 김원배;김민철;최성우;김성준;염재범
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2017년)
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    • pp.698-702
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    • 2017
  • 배아줄기세포 유래 심근세포는 심근경색 등으로 심장이 제 기능을 다 하지 못할 때 치료적 목적으로 주사하여 환자의 심기능을 정상화 시키는 데에 쓰인다. 배아줄기세포 유래 심근세포는 페이스메이커 활동을 보이면서 막전압 고정상태에서도 주기적인 일과성 내향전류를 보이는 특징을 갖고 있다. 본 연구는 기존에 발표된 배아줄기세포 유래 심근세포의 시뮬레이션 모델을 이용하여 어떻게 하여 페이스메이커 활동이 나타나는지 그 기전을 밝히고자 하였다. 세포내 모든 이온을 고정하였을 때 모델 세포는 여전히 페이스메이커 활동을 보였다. 근장그물내 칼슘 이온을 고정하였을 때도 모델 세포는 페이스메이커 활동을 보였다. 그러나 Na-Ca 교환 전류를 차단하였을 때는 모델 세포의 페이스메이커 활동이 사라졌는데, 여기서 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 칼슘 의존성 비활성화 기전을 제거하자 페이스메이커 활동이 지속되었다. 또한 Na-Ca 교환전류와 L-type $Ca^{2+}$ 전류만으로는 페이스메이커 활동이 보이지 않았으나 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 크기를 3배로 증가시키자 페이스메이커 활동이 다시 나타남을 확인하였다. 따라서, 배아줄기세포 유래 심근세포의 페이스메이커 활동은 Na-Ca 교환전류와 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 역할이 매우 중요하며, Na-Ca 교환전류는 L-type $Ca^{2+}$ 전류가 비활성화되지 않도록 칼슘 이온의 농도를 조절하는 데에 큰 역할을 하는 것으로 결론을 내렸다.

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백서 심실 근세포 L형 $Ca^{2+}$ 전류에 대한 유체압력의 효과 (Effect of Fluid Pressure on L-type $Ca^{2+}$ Current in Rat Ventricular Myocytes)

  • 이선우;우선희
    • 약학회지
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    • 제50권2호
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    • pp.111-117
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    • 2006
  • Cardiac chambers serve as mechanosensory systems during the haemodynamic or mechanical disturbances. To examine a possible role of fluid pressure (FP) in the regulatien of atrial $Ca^{2+}$ signaling we investigated the effect of FP on L-type $Ca^{2+}$ current $(I_{Ca})$ in rat ventricular myocytes using whole-cell patch-clamp technique. FP $(\sim40cm\;H_2O)$ was applied to whole area of single myocytes with electronically controlled micro-jet system. FP suppressed the magnitude of peak $I_{Ca}$ by $\cong25\%$ at 0 mV without changing voltage dependence of the current-voltage relationship. FP significantly accelerated slow component in inactivation of $I_{Ca}$, but not its fast component. Analysis of steady-state inactivation curve revealed a reduction of the number of $Ca^{2+}$ channels available for activity in the presence of FP. Dialysis of myocytes with high concentration of immobile $Ca^{2+}$ buffer partially attenuated the FP-induced suppression of $I_{Ca}$. In addition, the intracellular $Ca^{2+}$ buttering abolished the FP-induced acceleration of slow component in $I_{Ca}$ inactivation. These results indicate that FP sup-presses $Ca^{2+}$ currents, in part, by increasing cytosolic $Ca^{2+}$ concentration.

DTNB oxidation effects on T-type $Ca^{2+}$ channel isoforms

  • Lee, Sang-Soo;Kang, Ho-Won;Park, Jin-Yong;Lee, Jung-Ha
    • Animal cells and systems
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    • 제15권2호
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    • pp.131-138
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    • 2011
  • Redox regulation is one of the ubiquitous mechanisms to modulate ion channels. We here investigated how 5,5'-dithio-bis (2-nitrobenzoic acid), a cysteine specific oxidizing reagent, modulates $Ca_v3.1$ and $Ca_v3.2$ T-type $Ca^{2+}$ channels expressed in Xenopus oocytes. Application of the reagent inhibited $Ca_v3.1$ and $Ca_v3.2$ currents in a dose-dependent manner. The oxidizing reagent (1 mM) reduced the peak amplitude of $Ca_v3.1$ and $Ca_v3.2$ currents by ~50% over 2-3 minutes and the decreased currents were fully recovered upon washout of it. The reagent slowed the activation and inactivation kinetics of $Ca_v3.1$, $Ca_v3.2$, and $Ca_v3.3$ channel currents. Notably, the reagent positively shifted both activation and steady-state inactivation curves of $Ca_v3.1$, while it did not those of $Ca_v3.2$. Utilizing chimeric channels from $Ca_v3.1$ and $Ca_v3.2$, we localized the domains III and IV of $Ca_v3.1$ responsible for the positive shifts of channel activation and steady-state inactivation. These findings provide hints relevant to the electrophysiological and molecular mechanisms accounting for the oxidative regulation of T-type channels.

Eupafolin Suppresses P/Q-Type Ca2+ Channels to Inhibit Ca2+/Calmodulin-Dependent Protein Kinase II and Glutamate Release at Rat Cerebrocortical Nerve Terminals

  • Chang, Anna;Hung, Chi-Feng;Hsieh, Pei-Wen;Ko, Horng-Huey;Wang, Su-Jane
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제29권6호
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    • pp.630-636
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    • 2021
  • Eupafolin, a constituent of the aerial parts of Phyla nodiflora, has neuroprotective property. Because reducing the synaptic release of glutamate is crucial to achieving pharmacotherapeutic effects of neuroprotectants, we investigated the effect of eupafolin on glutamate release in rat cerebrocortical synaptosomes and explored the possible mechanism. We discovered that eupafolin depressed 4-aminopyridine (4-AP)-induced glutamate release, and this phenomenon was prevented in the absence of extracellular calcium. Eupafolin inhibition of glutamate release from synaptic vesicles was confirmed through measurement of the release of the fluorescent dye FM 1-43. Eupafolin decreased 4-AP-induced [Ca2+]i elevation and had no effect on synaptosomal membrane potential. The inhibition of P/Q-type Ca2+ channels reduced the decrease in glutamate release that was caused by eupafolin, and docking data revealed that eupafolin interacted with P/Q-type Ca2+ channels. Additionally, the inhibition of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) prevented the effect of eupafolin on evoked glutamate release. Eupafolin also reduced the 4-AP-induced activation of CaMK II and the subsequent phosphorylation of synapsin I, which is the main presynaptic target of CaMKII. Therefore, eupafolin suppresses P/Q-type Ca2+ channels and thereby inhibits CaMKII/synapsin I pathways and the release of glutamate from rat cerebrocortical synaptosomes.

흰쥐 부신수질 크로마핀세포의 칼슘통로 유형 (Calcium Channel Subtype in Rat Adrenal Chromaffin Cells)

  • Goo, Yong-Sook
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제12권1호
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    • pp.59-70
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    • 2001
  • 부신수질 크로마핀세포는 아세틸콜린에 반응하여 카테콜아민을 분비한다. 카테콜아민이 분비되기 위하여는 세포외 칼슘이 절대적으로 필요한데 이는 막전압 의존성 칼슘통로를 통하여 칼슘이 세포 속으로 유입되어야 분비기전이 시작됨을 시사한다. 부신수질 크로마핀 세포를 단일세포로 분리한 후 패치클람프 테크닉을 적용하여 여러 종류의 칼슘통로가 존재한다는 것이 알려져 있으나 아직 종이 달라짐에 따라 다른 칼슘통로가 존재하는 지 여부가 확실하지 않다. 그러므로 본 연구에서는 흰쥐 부신수질 크로마핀 세포를 대상으로 하여 단일 세포 패치클람프 테크닉을 적용하여 이 세포에 존재하는 다양한 칼슘통로의 존재를 확인하고자 하였다. L형 칼슘통로 억제제인 nicardipine, N형 칼슘통로 억제제인 $\omega$-CgTx GVIA, P형 칼슘통로 억제제인 $\omega$-AgaTx IVA를 사용하여 L형, N형, P형 칼슘통로가 흰쥐 부신수질 세포에 존재함을 확인하였고 개개의 칼슘통로가 전체 칼슘전류에 기여하는 정도는 L형 >N형> P형이었다.

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부신수질 Chromaffin 세포의 $Ca^{2+}$ 통로유형이 카테콜아민 분비에 미치는 영향에 관한 정량적 연구 (Contribution of Different Types of $Ca^{2+}$ channels to Catecholamine Secretion in Rat Adrenal Chromaffin Cells)

  • Goo, Yang-Soak;Roh, Jin-A;Lee, Jung-Hwa;Chao, Eun-Jong
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제8권1호
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    • pp.3-15
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    • 1997
  • Adrenal chromaffin cells secrete catecholamine in response to acetylcholine. The secretory response has absolute requirement for extracellular calcium, indication that $Ca^{2+}$ influx through voltage dependent $Ca^{2+}$ channel (VDCC) is the primary trigger of the secretion cascade. Although the existence of various types of $Ca^{2+}$ channels has been explored using patch clamp technique in adrenal chromaffin cells, the contribution of different types of $Ca^{2+}$ channels to catecholamine secretion remains to be established. To investigate the quantative contribution of different types of $Ca^{2+}$ channels to cate-cholamine secretion, $Ca^{2+}$ current($I_{Ca}$) and the resultant membrane capacitance increment($\Delta{C}_{m}$) were simultaneoulsy measured. Software based phasor detector technique was used to monitor $\Delta{C}_{m}$. After blockade of L type VDCC with nicardipine (1$\mu$M), $I_{ca}$ was blocked to 43.85$\pm$6.72%(mean$\pm$SEM) of control and the resultant ㅿC$_{m}$ was reduced ot 30.10$\pm$16.44% of control. In the presence of nicardipine and $\omega$-conotoxin in GVIA(l$\mu$M), an N type VDCC antagonist, $I_{ca}$ was blocked to 11.62$\pm$2.96% of control and the resultant $\Delta{C}_{m}$ was reduced to 26.13$\pm$8.25% of control. Finally, in the presence of L, N, and P type $Ca^{2\pm}$ channel antagonists(nicardipine, $\omega$-Conotoxin GVIA, and $\omega$-agatoxin IVA, respectively), $I_{ca}$ and resultant $\Delta{C}_{m}$ were almost completely blocked. From the observation of parallel effects of $Ca^{2+}$ channel antagonists on $I_{ca}$ and $\Delta{C}_{m}$, it was concluded that L, N, and also P type $Ca^{2+}$ channels served and $Ca^{2+}$ source for exocytosis and no difference was observed in their efficiency to evoke exocytosis amost L, N, and P type $Ca^{2+}$ channels.

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Influence of Cilnidipine on Catecholamine Release in the Perfused Rat Adrenal Medulla

  • Woo, Seong-Chang;Baek, Young-Joo;Lim, Dong-Yoon
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제8권5호
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    • pp.265-272
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    • 2004
  • The present study was attempted to investigate the effect of cilnidipine (FRC-8635), which is a newly synthesised novel dihydropyridine (DHP) type of organic $Ca^{2+}$ channel blockers, on secretion of catecholamines (CA) evoked by acetylcholine (ACh), high $K^+$, DMPP and McN-A-343 from the isolated perfused rat adrenal gland. Cilnidipine $(1{\sim}10{\mu}M)$ perfused into an adrenal vein for 60 min produced relatively dose- and time-dependent inhibition in CA secretory responses evoked by ACh $(5.32{\times}10^{-3}M),\;DMPP\;(10^{-4}M\;for\;2\;min)$ and McN-A-343 $(10^{-4}M\;for\;2\;min)$. However, lower dose of cilnidipine did not affect CA secretion by high $K^+\;(5.6{\times}10^{-2}\;M)$, higher dose of it reduced greatly CA secretion of high $K^{+}$. Cilnidipine itself did fail to affect basal catecholamine output. In the presence of cilnidipine $(10{\mu}M)$, the CA secretory responses evoked by Bay-K-8644 $(10{\mu}M)$, an activator of L-type $Ca^{2+}$ channels and cyclopiazonic acid $(10{\mu}M)$, an inhibitor of cytoplasmic $Ca^{2+}$-ATPase were also inhibited. Moreover, ${\omega}-conotoxin\;GVIA\;(1{\mu}M)$, a selective blocker of the N-type $Ca^{2+}$ channels, given into the adrenal gland for 60 min, also inhibited time-dependently CA secretory responses evoked by Ach, high $K^+$, DMPP, McN-A-343, Bay-K-8644 and cyclopiazonic acid. Taken together, these results demostrate that cilnidipine inhibits CA secretion evoked by stimulation of cholinergic (both nicotinic and muscarinic) receptors from the isolated perfused rat adrenal gland without affecting the basal release. However, at lower dose, cilnidipine did not affect CA release by membrane depolarization while at larger dose inhibited that. It seems likely that this inhibitory effect of cilnidipine is exerted by blocking both L- and N-type voltage-dependent $Ca^{2+}$ channels (VDCCs) on the rat adrenomedullary chromaffin cells, which is relevant to inhibition of both the $Ca^{2+}$ influx into the adrenal chromaffin cells and intracellular $Ca^{2+}$ release from the cytoplasmic store. It is thought that N-type VDCCs may play an important role in regulation of CA release from the rat adrenal medulla.

세포외 $Ca^{2+}$$Ca^{2+}$-ATPase가 정자의 첨체반응에 미치는 영향 (Effect of Extracellular $Ca^{2+}$ and $Ca^{2+}$-ATPase on the Acrosome Reaction of Spermatozoa)

  • Yung-Keun Oh;Jae-Ho Chang;In-Ho Choi;Noh-Pal Jung;Hyung-Cheul Shin;Byoung-Ju Kwak
    • 대한의생명과학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.27-33
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    • 1998
  • 세포내, 외 $Ca^{2+}$ 농도구배 유지에는 $Ca^{2+}$-ATPase와 $Ca^{2+}$-$Na^{+}$ exachangers가 주요한 기능을 한다고 알려져 있는데 특히 $Ca^{2+}$-ATPase의 기능에 대해 많은 연구가 행해지고 있다 $Ca^{2+}$-ATPase는 체세포에서 세포막에 위치하고 있으며 $Ca^{2+}$을 세포외부로 배출하는 기능을 함으로써 세포내부의 $Ca^{2+}$농도를 낮게 유지할 수 있도록 하는 기능을 담당하고 있다. 이러한 $Ca^{2+}$-ATPase는 포유동물의 정자에도 존재하고 있지만 그 기능에 대해서는 아직 많은 설명이 되어있지 않다. 본 연구에서 정자가 수정을 하기 위한 기능적인 능력이 $Ca^{2+}$ 농도와 관련된 변화와 얼마나 연관되어 있는가를 규명하고, 이러한 $Ca^{2+}$ 농도 조절이 원형질막의 중요인자인 $Ca^{2+}$-ATPase와는 어떠한 연관성이 있는가를 알기 위해 시도한 결과, $Ca^{2+}$-ATPase는 세포내, 외 $Ca^{2+}$의 농도구배를 조절함으로써 세포내 $Ca^{2+}$의 농도를 증가시켜 정자가 수정능 획득과정으로 빨리 전환하도록 유도하고 첨체 반응에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되며, 세포외 $Ca^{2+}$ 농도가 높게 유지될 경우에도 정자의 첨체반응이 유도됨으로써 난자와 용이하게 수정을 할 수 있는 생리적 환경이 제공될 수 있다고 사료된다.

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