Kim, Hye-Jung;Park, Woo-Kyu;Cho, Yong-Seo;No, Kyoung-Tai;Koh, Hun-Yeong;Choo, Hyun-Ah;Pae, Ae-Nim
Bulletin of the Korean Chemical Society
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v.29
no.1
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pp.111-116
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2008
A piperazinylalkylisoxazole library containing 86 compounds was constructed and evaluated for the binding affinities to dopamine (D3) and serotonin (5-HT2A/2C) receptor to develop antipsychotics. Dopamine antagonists (DA) showing selectivity for D3 receptor over the D2 receptor, serotonin antagonists (SA), and serotonin-dopamine dual antagonists (SDA) were identified based on their binding affinity and selectivity. The analogues were divided into three groups of 7 DAs (D3), 33 SAs (5-HT2A/2C), and 46 SDAs (D3 and 5-HT2A/2C). A classification model was generated for identifying structural characteristics of those antagonists with different affinity profiles. On the basis of the results from our previous study, we conducted the generation of the decision trees by the recursive-partitioning (RP) method using Cerius2 2D descriptors, and identified and interpreted the descriptors that discriminate in-house antipsychotic compounds.
The caffeine intake cause a local or wide ranges of convulsion and it is associated with release of dopamine (DA) receptors into the brain striatum. However, the effect of caffeine addiction on expression of DA receptors gene in the rat caudate-putamen (CPu), nucleus accumbens (NAc), and olfactory tubercle (OTu) has not been elucidated. In this study, we examined the influence of caffeine addiction on DA D $_1$and D$_2$receptor mRNAs after the treatment of caffeine for four weeks. Using the specific antisense ribo-probes for DA D$_1$and D$_2$receptor cDNAs, in situ hybridization was performed on the CPu, NAc, and OTu of the adult male Sprague Dawely rats. In caffeine-treated group, DA D$_1$and D$_2$receptor mRNAs were highly increased in CPu, NAc, and OTu. The expression density of DA D$_1$receptor mRNAs were 2.52${\pm}$1.40 (CPu), 2.78${\pm}$1.69 (NAc), and 3.91${\pm}$1.28 (OTu) in control group and 7.76${\pm}$2.09 (CPu), 4.2 ${\pm}$1.85 (NAc), and 8.21${\pm}$1.72 (OTu) in caffeine-treated group. The expression density of DA D$_2$receptor mRNA was 2.32${\pm}$1.52 (CPu), 2.63${\pm}$2.11 (NAc), and 3.61${\pm}$1.43 (OTu) in control group, and 6.41${\pm}$1.82 (CPu), 6.89${\pm}$1.32 (NAc), and 6.82${\pm}$1.18 (OTu) in caffeine-treated group. DA D$_1$receptor mRNA was higher expressed than DA D$_2$ receptor mRNA in CPu and NAc. These results suggest that caffeine reacts as a upregulator of the expression of DA D$_1$and D$_2$receptor mRNA among the neurotransmitters.
Tetrazoles were designed and synthesized as potential inhibitors of triple monoamine neurotransmitters (dopamine, norepinephrine, serotonin) reuptake based on the functional and docking simulation of compound 6 which were performed in a previous study. The compound structure consisted of a tetrazole-linker (n)-piperidine/piperazine-spacer (m)-phenyl ring, with tetrazole attached to two phenyl rings (R1 and R2). Altering the carbon number in the linker (n) from 3 to 4 and in the spacer (m) from 0 to 1 increased the potency of serotonin reuptake inhibition. Depending on the nature of piperidine/piperazine, the substituents at R1 and R2 exerted various effects in determining their inhibitory effects on monoamine reuptake. Docking study showed that the selectivity of tetrazole for different transporters was determined based on multiple interactions with various residues on transporters, including hydrophobic residues on transmembrane domains 1, 3, 6, and 8. Co-expression of dopamine transporter, which lowers dopamine concentration in the biophase by uptaking dopamine into the cells, inhibited the dopamine-induced endoctytosis of dopamine D2 receptor. When tested for compound 40 and 56, compound 40 which has more potent inhibitory activity on dopamine reuptake more strongly disinhibited the inhibitory activity of dopamine transporter on the endocytosis of dopamine D2 receptor. Overall, we identified candidate inhibitors of triple monoamine neurotransmitter reuptake and provided a theoretical background for identifying such neurotransmitter modifiers for developing novel therapeutic agents of various neuropsychiatric disorders.
Park, Yong-Sook;Jeon, Mi-Fa;Lee, Bae-Hwan;Chang, Jin-Woo
Journal of Korean Neurosurgical Society
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v.42
no.6
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pp.455-461
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2007
Objective : It was hypothesized that dopamine agonist administration and subthalamic nucleus (STN) lesion in the rat might have a synergistic effect on the neuronal activities of substantia nigra pars reticulata (SNpr) as observed in patients with Parkinson's disease. The effects of SKF38393 (a $D_1$ receptor agonist) and Quinpirole (a $D_2$ receptor agonist) were compared in parkinsonian rat models with 6- hydroxydopamine (6-OHDA) after STN lesion. Methods : SKF38393 and Quinpirole were consecutively injected intrastriatally. SNpr was microrecorded to ascertain the activity of the basal ganglia output structure. The effect of SKF38393 or Quinpirole injection on the firing rate and firing patterns of SNpr was investigated in medial forebrain bundle (MFB) lesioned rats and in MFB+STN lesioned rats. Results : The administration of SKF38393 decreased SNpr neuronal firing rates and the percentage of burst neurons in the MFB lesioned rats, but did not alter them in MFB+STN lesioned rats. The administration of Quinpirole significantly decreased the spontaneous firing rate in the MFB lesioned rats. However, after an additional STN lesion, it increased the percentage of burst neurons. Conclusion : This study demonstrated that dopamine agonists and STN lesion decreased the hyperactive firing rate and the percentage of burst neurons of SNpr neurons in 6-OHDA lesioned rats, respectively. Quinpirole with STN lesion increased a percentage of burst neurons. To clear the exact interactive mechanism of $D_1$ and $D_2$ agonist and the corresponding location, it should be followed a study using a nonselective dopamine agonist and $D_1$, $D_2$ selective antagonist.
Dopamine has been generally known to exert antinociceptive action in behavioral pain test, such as tail flick and hot plate test, but there appears to be a great variance in the reports on the antinociceptive effect of dopamine depending on the dosage and route of drug administration and type of animal preparation. In the present study, the effects of dopamine on the responses of wide dynamic range (WDR) cells to mechanical, thermal and graded electrical stimuli were investigated, and the dopamine-induced changes in WDR cell responses were compared between animals with an intact spinal cord and the spinal animals. Spinal application of dopamine (1.3 & 2.6 mM) produced a dose-dependent inhibiton of WDR cell responses to afferent inputs, the pinch-induced or the C-fiber evoked responses being more strongly depressed than the brush-induced or the A-fiber evoked responses. The dopamine-induced inhibition was more pronounced in the spinal cat than in the cat with intact spinal cord. The responses of WDR cell to thermal stimulation were also strongly inhibited. Dopamine $D_2$ receptor antagonist, sulpiride, but not $D_1$ receptor antagonist, significantly blocked the inhibitory action of dopamine on the C-fiber and thermal responses of dorsal horn cells. These findings suggest that dopamine strongly suppresses the responses of WDR cells to afferent signals mainly through spinal dopamine $D_2$ receptors and that spinal dopaminergic processes are under the tonic inhibitory action of the descending supraspinal pathways.
The authors attempted to examine the allelic association between the A1 allele of Dopamine $D_2$ receptor and schizophrenia, alcoholism, drug addiction in Koreans. Schizophrenic patients(n=31), alcoholism(n=65), drug addiction(n=18) and controls(n=52) were examined by case-control study for distribution of the TaqI polymorphism of the dopamine $D_2$ receptor gene in Korean population to minimize the effect of racial differencies in gene frequencies. In schizophrenics, the numbers of schizophrenics with A1A1, A1A2, A2A2 were 9(29.0%), 15(48.4%) and 7(22.6%) respectively and in alcoholics with A1A1, A1A2, A2A2 were 14(21.5%), 36(55.4%) and 15(23.1%) respectively and in drug addiction with A1A1, A1A2, A2A2 were 2(11.1%), 10(55.6%) and 6(33.3%) respectively and in controls with A1A1, A1A2, A2A2 were 4(7.6%), 24(46.2%) and 24(46.2%) respectively. The prevalence of the A1 allele in schizophrenics, alcoholics, drug addiction and controls were 77%, 76.9%, 67% and 53.8% respectively. And the frequency of the A1 allele in schizophrenics, alcoholics, drug addiction and controls were 0.53, 0.49 0.39 and 0.31 respectively. There was significant difference in the frequency of the A1 allele between schizophrenics, alcoholics and controls. We also classified our alcoholic population. For classification by severity, we used the median MAST score 30 in our samples. There was also significant difference in the frequency of the A1 allele between less severe group(0.42) and more severe group(0.57). This data suggest that the A1 allele is associated with schizophrenia and alcoholism in Koreans. Furthermore the prevalence of the A1 allele increassed in more severely affected alcoholics. The authors conclude that our data support an allelic association between the A1 allele at dopamine $D_2$ receptor and schizophrenia, alcoholism. These results suggest the A1 allele of the $DRD_2$ gene is associated with a number of behavior disorders in which it may act as a modifying gene rather than as the primary etiological agent.
Striatum has important roles in motor control, habitual learning and memory. It receives glutamatergic inputs from neocortex and thalamus, and dopaminergic inputs from substantia nigra. We examined effects of dopamine (DA) on the corticostriatal synaptic transmission using in vitro extracellular recording technique in rat brain corticostriatal slices. Synaptic responses were elicited by stimulation of cortical glutamatergic inputs on the corpus callosum and recorded in the dorsal striatum. Corticostriatal population spike (PS) amplitudes were decreased ($39.4{\pm}7.9$%) by the application of $100{\mu}M$ DA. We applied receptor subtype specific agonists and antagonists and characterized the modulation of corticostriatal synaptic transmission by different DA receptor subtypes. $D_2$ receptor agonist (quinpirole), antagonist (sulpiride), and $D_1$ receptor antagonist (SKF 83566), but not $D_1$ receptor agonist (SKF 38393), induced significantly the reduction of striatal PS. Pretreatment neither with SKF 83566 nor sulpiride significantly affected corticostriatal synaptic inhibition by DA. However, the inhibition of DA was completely blocked by pretreatment with mixed solution of both SKF 83566 and sulpiride. These results suggest that DA inhibits corticostriatal synaptic transmission through both $D_1$ and $D_2$ receptors in concert with each other.
This study was attempted to investigate the effect of raclopride, a dopamine $D_2$ receptor antagonist, on renal function in dog. Raclopride (70-220$\mu\textrm{g}$/kg), when given intravenously, Produced antidiuresis along with the decrease in free water clearance ( $C_{H_2O}$), urinary excretion of sodium and potassium ( $E_{Na}$ , $E_{K}$), partially decreased osmolar clearance ( $C_{osm}$) and increased reabsorption rates of sodium and potassium in renal tubules ( $R_{Na}$ , $R_{K}$). Raclopride administered into a renal artery did not influence on renal function in small doses (10 and 30$\mu\textrm{g}$/kg), whereas exhibited the decrease of urine volume (Vol) and $C_{H_2O}$ both in experimental and control kidney in much dose (100$\mu\textrm{g}$/kg), at this time, the decreased rates of both Vol. and $C_{H_2O}$) were more prominent in control kidney rather than that elicited in experimental kidney, and then only via was decreased in control kidney but increased in experimental kidney. Raclopride administered via carotid artery (30-200$\mu\textrm{g}$/kg) did not influence at all on renal function. Antidiuretic action induced by raclopride given intravenously was not affected by renal denervation. Raclopride given into carotid artery was little effect on renal function without relation to renal denervation. Above results suggest that raclopride produces antidiuresis by potentiation of antidiuretic hormone (ADH) action in blood without increase of ADH secretion in posterior pituitary gland, it is not related to renal nerve function in dogs.ogs.s.
Corticotropin releasing factor (CRF) mediates various responses to stress through CRF receptors 1 and 2. CRF receptor 2 has two forms, $2{\alpha}$ and $2{\beta}$ each of which appears to have distinct roles. Here we used dopaminergic neuron-derived MN9D cells to investigate the function of CRF receptor 2 in dopamine neurons. We found that n-butyrate, a histone deacetylase inhibitor, induced MN9D cell differentiation and increased gene expression of all CRF receptors. CRF receptor $2{\beta}$ was minimally expressed in MN9D cells; however, its expression dramatically increased during differentiation. CRF receptor $2{\beta}$ expression levels appeared to correlate with neurite outgrowth, suggesting CRF receptor $2{\beta}$ involvement in neuronal differentiation. To validate this statement, we made a CRF receptor $2{\beta}$-overexpressing $MN9D/CRFR2{\beta}$ stable cell line. This cell line showed robust neurite outgrowth and GAP43 overexpression, together with MEK and ERK activation, suggesting MN9D cell neuronal differentiation. From these results, we conclude that CRF receptor $2{\beta}$ plays an important role in MN9D cell differentiation by activating the MEK/ERK signaling pathway.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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