Changes in the release and uptake of glutamate in cerebellar granule and glial cells of offspring of lead-exposed mothers were determined. In cultured cerebellar granule cells exposed to lead for 5 days, glutamate release was less influenced upon N-methyl-D-aspartate (NMDA) stimulation than that in the control. Although the NMDA-stimulated release of glutamate in cerebellar granule cells prepared from lead-exposed first generation pups was not different from that of the control group, the S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP)-stimulated release of glutamate in cerebellar granule cells obtained from lead-treated pups was less elevated than that in the control. Furthermore, in cerebellar granule cells obtained from lead-exposed second generations pups, glutamate release did not respond to both NMDA and SNAP stimulation. In cerebellar glial cells exposed to lead, the basal glutamate uptake was not changed. However, the L-trans-pyrollidine-2,4-dicarboxylic acid (PDC)-blocking effects was significantly reduced. In glial cells obtained from lead-exposed pups, the glutamate uptake was also less blocked by PDC than that in the control. Further decreases in PDC-blocking effects were observed in cerebellar glial cells obtained from lead-treated second generation pups compared to those from the control group. These results indicate that lead exposure induces the changes in the sensitivities of the glutamate release and uptake transporter. In addition, these results suggest that lead exposure might affect the intracellular signalling pathway and transmission in glutamatergic nervous system.
Park, Min Hyeop;Choi, Miyeon;Kim, Yong-Seok;Son, Hyeon
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제22권2호
/
pp.155-162
/
2018
3-(2-Carboxypiperazin-4-yl)propyl-1-phosphonic acid (CPP), a competitive N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist, produces rapid antidepressant-like effects in animal models of depression. However, the molecular mechanisms underlying these behavioral actions remain unknown. Here, we demonstrate that CPP rapidly stimulates histone deacetylase (HDAC) 5 phosphorylation and nuclear export in rat hippocampal neurons. These effects are accompanied by calcium/calmodulin kinase II (CaMKII) and protein kinase D (PKD) phosphorylation. Behavioral experiments revealed that viral-mediated hippocampal knockdown of HDAC5 blocked the antidepressant effects of CPP in stressed animals. Taken together, our results imply that CPP acts via HDAC5 and suggest that HDAC5 is a common regulator contributing to the antidepressant actions of NMDA receptor antagonists such as CPP.
The neurotoxic effects of radiation have been studied in NSC-34 hybrid cells derived from embryonic mouse spinal cord cells. NSC-34 cells irradiated at 25Gy were decreased the cell viability in a time and dose dependent manner. The decrease in cell viability induced by the irradiation was blocked by catalase. Antagonists of the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor, including D-2-amino-5-phosphonovaleric acid (APV) and chlorokynurenic acid (CKA), similarly blocked radiational induced in cell viability. We performed morphological analysis of light and electron microscope. NSC-34 cells irradiated at 25Gy were decreased the cell density and increased lysosomes and vacuoles in the cytoplasm. Especially chromatin modification was observed. These results indicated that radiation was involved in the oxidant-initiated neurotoxicity and the compounds catalase, APV and CKA were shown to be neuroprotective against radiation.
It is well known that oxidative stress of reactive oxygen species(ROS) may be a causative factor in the pathogenesis of bone disorder. The purpose of this study was to evaluate the cytotoxicity of oxidative stress. Cell viability by MTS assay or INT assay, activity of glutathione peroxidase(GPx), lipid peroxidation(LPO) activity and cell viablity. And also protctive effect of glutamate receptors against ROS-induced osteotoxicity was examined by protein synthesis, alkaline phosphatase (ALP) activity and lactate dehydrogenase (LDH) activity in cultured rat osteoblasts and osteoclasts. XO/HX decreased cell viability and GPx activity, protein synthesis and ALP activity, but increased LPO activity and LDH activity. In the protective effect, N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonists or AMPA/kainate receptor antagonists such as D-2-amino-5-phosphonovaleric acid (APV), 7-chlorokynurenic acid (CKA), 6-cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione (CNQX) and 6,7-dinitroquinoxaline-2,3-dione (DNQX), NMDA receptor antagonists but AMPA/kainate receptor antagonists showed protective effect on xanthine oxidase (XO) and hypoxanthine (HX) in these cultures by the increse of protein synthesis, ALP activity.
Several types of 4-substituted-quinoline-2-carboxylic acid derivatives possessing different substituents at C4-position such as sulfonyl, phosphonyl, carbonyl groups, or a flexible alkyl chain have been synthesized and evaluated for their in vitro antagonistic activity at the glycine site on the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor. Of them, 5,7-dichloro-4-(tolylsulfonylamino)-quinoline-2-carboxylic acid 9 was found to have the best in vitro binding affinity with IC50 of 0.57 μM. On the other hand, in compounds 21 and 22 the introduction of flexible alkyl chains on C4 of the quinoline mother nuclei caused a significant decrease of the in vitro binding affinity. In addition, replacement of polar carboxylic acid group on C2 by neutral bioisosteres in compounds 23a-d also seems to be disadvantageous to in vitro activity. In the structure-activity relationship (SAR) study of the 4-substituted quinoline-2-carboxylic acid acid derivatives, it was realized that the substitution pattern on C4 significantly influences on the binding affinity for the glycine site of NMDA receptor and the binding affinity might be increased by the introduction of a suitable electron rich substituent at C4 which has the ability of H-bonding donor.
목적 : 본 연구에서는 인체 뇌 대사물질에 대하여 2D MR 기술인 correlation spectroscopy (COSY) 와 nuclear Overhauser effect/enhancement spectroscopy (NOESY)를 직접 적용하고, 데이터를 획득하여 인체 뇌대사물질들간의 스칼라 짝지움 (coupling)과 쌍극자 (dipolar) 상호작용- NOE에 대한 분석을 통하여 결합연결관계 및 공간연결관계에 대한 정보를 획득하고자 하였다. 대상 및 방법 : 모든 2-D (dimensional) MR 실험 (즉, COSY와 NOESY)은 z축 능동차폐 펄스경사자장, 삼중공명 동결탐침기가 장착된 Bruker Avance 500 (11.8 T) 장비에서 298 K에 수행되었다. MRS상에서 뇌 대사물질과 유사하도록만든 희석액을 만들었고, 최종 MRS 샘플은 10% $D_2O$를 이용하였다. 2-D 스펙트라는 2048 복합 (complex) 데이터 포인트로서 총 320개 의 free induction decay (FID)를 평균화 (averaging)하였고, $H_2O$에서 얻어진 스펙트라는 8012 Hz 였다. 반복지연 (repetition delay) 시간은 2초, 각각의 FID는 4개의 평균화를 선택하였다. 얻어진 2D-COSY, 2D-NOESY 데이터는 Top Spin 2.0 소프트웨어에서 후 처리기법 (post-processing)에 의해 분석되었다. 분석 대상 대사물질은 N-acetyl aspartate (NAA), creatine (Cr), choline (Cho), glutamine (Gln), glutamate (Glu), myo-inositol (Ins), lactate (Lac)로서 총 7 가지 화학물로서 주요 목표 피크로 정했다. 결과 : 인체 뇌 대사물질에 대한 대칭형태의 2D-COSY와 2D-NOESY 스펙트럼을 획득하였고, COSY 스펙트럼상에서는 오직 1.0-4.5 ppm 사이에서만 교차피크들이 생성된 반면 NOESY 스펙트럼상에서는 1.0-4.5 ppm 외에도 7.9 ppm에서 공명 교차피크를 발견할 수 있었다. COSY 스펙트럼을 통하여 lactate에서 메틸 프로톤과 CH 프로톤의 COSY 크로스피크가 발견되었고, NAA에서 메틸렌 프로톤들간과 메틸렌 프로톤과 NH프로톤의 크로스피크가 발견되었고, Ins에서 CH 프로톤 들간의 크로스피크가 발견되었다. NOESY 스펙트럼을 통하여 NAA 분자내 NH 프로톤과 메틸 (-CH3) 프로톤과의 NOESY 크로스피크가 발견되었고, lactate에서 메틸 프로톤과 CH 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Cr에서 메틸 프로톤과 메틸렌 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Glu에서 메틸렌 프로톤 들간과 또한 메틸렌 프로톤과 CH 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Gln에서 메틸렌 프로톤과 CH 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Ins에서 CH 프로톤 들간의 크로스피크가 발견되었다. 결론 : 본 연구에서는 in vitro 상태의 인체 뇌 대사물질에 2D-COSY와 2D-NOESY 기술을 직접 적용하고, 결합연결관계 및 공간연결관계에 대한 정보를 성공적으로 획득하여 분석하여 보았다. 본 연구 결과물은 향후 인체 내 in vivo 2D-COSY를 이용한 뇌 대사물질 연구에 매우 유용하리라 사료된다.
These studies were designed to examine the differential effect of nitric oxide (NO) and cGMP on glutamate neurotransmission. In primary cultures of rat cerebellar granule cells, the glutamate receptor agonist N-methyl-D-aspartate (NMDA) stimulates the elevation of intracellular calcium concentration ($[Ca^{2+}]_i$), the release of glutamate, the synthesis of NO and an increase of cGMP. Although NO has been shown to stimulate guanylyl cyclase, it is unclear yet whether NO alters the NMDA-induced glutamate release and ${[Ca^{2+}]}_i$ elevation. We showed that the NO synthase inhibitor, NG-monomethyl-L-arginine (NMMA), partially prevented the NMDA-induced release of glutamate and elevation of ${[Ca^{2+}]}_i$ and completely blocked the elevation of cGMP. These effects of NO on glutamate release and [Ca2+]i elevation were unlikely to be secondary to cGMP as the cGMP analogue, dibutyryl cGMP (dBcGMP), did not suppress the effects of NMDA. Rather, dBcGMP slightly augmented the NMDA-induced elevation of ${[Ca^{2+}]}_i$ with no change in the basal level of glutamate or ${[Ca^{2+}]}_i$. The extracellular NO scavenger hydroxocobalamine prevented the NMDA-induced release of glutamate providing indirect evidence that the effect of NO may act on the NMDA receptor. These results suggest that low concentration of NO has a role in maintaining the NMDA receptor activation in a cGMP-independent manner.
The spinal dorsal horn is the area where primary afferent fibers terminate and cutaneous sensory information is processed. A number of putative neurotransmitter substances, including excitatory and inhibitory amino acids and peptides, are present in this region. In this study, single neurons of the spinal dorsal horn were acutely isolated and the properties of whole cell current and responses to excitatory and inhibitory neurotransmitters were studied by patch clamp technique. Transverse slice ($(300{\mu}m$) of lumbar spinal cords from young rats$(7{\sim}14\;days)$ were sequentially treated with two pretenses(pronase 0.75 mg/ml and thermolysin 0.75 mg/ml), then single neurons were mechanically dissociated. These neurons showed near-intact morphology such as multipolar, ellipsoidal and bipolar, and pyramidal cells and we recorded the typical whole cell currents of $K^+$, $Ca^{2+}$ and ligand-operated channels from these neurons. Glutamate $(30{\mu}M)$ and N-methyl-D-aspartate(NMDA, $30{\mu}M)$ induced inward currents of $117{\pm}12.4$ pA(n=5) and $49{\pm}6.9$ pA(n=3), respectively. Glycine $(1{\mu}M)$ potentiated glutamate-induced currents $4{\sim}5$ times and NMDA-induced currents $8{\sim}10$ times. In addition, glycine $(30{\mu}M)$ induced Inward current ($31{\pm}6.1$ nA, n=2), which was rapidly desensitized after the peak to a new steady-state level. However, the inward currents induced by ${\gamma}-amino$ butyric acid(GABA, $1{\mu}M$) decreased continuously after the peak($226{\pm}41.6$ pA, n=3) under the similar experimental condition. The ionic currents and pharmacological responses of isolated neurons in this work were similar to those observed in vivo or in vitro spinal cord slice, indicating that acutely isolated neurons could be effectively used for further pharmacological studies.
Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder in which neuronal loss causes cognitive decline and other neuropsychiatric problems. It can be diagnosed based on history, examination, and appropriate objective assessments, using standard criteria such as the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders or the National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke and the Alzheimer's Disease and Related Disorders Association (NINCDS-ADRDA). Brain imaging and biomarkers are making progress in the differential diagnoses among the different disorders. The cholinesterase inhibitors, donepezil, rivastigmine and galantamine and N-methyl-D-aspartate receptors antagonist memantine are approved by the US Food and Drug Administration for AD. Recently some acetylcholinesterase inhibitors gained approval for the treatment of severe AD and became available in a higher dose formulation or a patch formulation. Optimal care in AD is multifactorial and it should include early diagnosis and multidisciplinary care with pharmacological and nonpharmacological interventions including exercise interventions, cognitive interventions and maintenance of social networks.
The N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor-mediated glutamatergic neurotransmission is involved in synaptic plasticity, developmental processes, learning and memory and many neuropathological disorders including age-related diseases. In the present study, regulation of the NMDA receptor properties by various ligands was investigated using $[^3H]MK-801$ binding studies in the synaptic membranes of young and aged rat forebrains. The binding in the presence of glutamate and glycine increased dramatically with growth between 1 and 6 weeks old, and thereafter declined gradually with aging. Glutamate, glycine or spermine respectively increased the binding with growth. Glutamate maintained the binding during aging, while glycine or spermine significantly decreased the binding in the aged brain. The maximum stimulation by glycine varied depending on the ages of brains. Greater sensitivity to glycine was observed at 1 week and 3 months and the sensitivity was significantly reduced in the aged brain. In contrast, spermine showed similar stimulation patterns in young and aged rats. These results indicated that the functional properties of the NMDA receptor-ion channel complex in young and aged rat forebrains are differentially regulated by agonists, and the reduction of the receptor function with normal aging may be, in some degree, due to the reduction of the receptor sensitivity to glycine.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.