Pharmacological Characterization of 5-HT1A Autoreceptor-Coupled GIRK Channels in Rat Dorsal Raphe 5-HT Neurons

doi:10.1371/journal.pone.0140369

.2015年10月13日；10（10）：e0140369。

doi:10.1371/journal.pone.0140369。 2015年电子收集。

大鼠中缝背侧5-HT神经元5-HT1A自身受体偶联GIRK通道的药理学特征

阿尔贝托·蒙塔尔巴诺¹, 雷纳托·科拉迪蒂¹, 鲍里斯·姆利纳¹

附属机构

PMID： 26460748
预防性维修识别码：项目经理4603796
内政部： 10.1371/日志.文件.0140369

大鼠中缝背侧5-HT神经元5-HT1A自身受体偶联GIRK通道的药理学特征

阿尔贝托·蒙塔尔巴诺等。公共科学图书馆一号. 2015.

.2015年10月13日；10（10）：e0140369。

doi:10.1371/journal.pone.0140369。 2015年电子收集。

作者

阿尔贝托·蒙塔尔巴诺¹, 雷纳托·科拉迪蒂¹, 鲍里斯·姆利纳¹

附属

¹意大利佛罗伦萨大学神经科学、心理学、药物研究和儿童健康系。

PMID： 26460748
预防性维修识别码：项目经理4603796
内政部： 10.1371/日志.文件.0140369

摘要

5-HT神经元中G蛋白激活的内向整流钾（GIRK）通道被认为是5-羟色胺1A（5-HT1A）自身受体的主要效应器，但其药理学、亚单位组成以及在调节5-HT神经活动中的作用尚未完全阐明。我们寻求一种药理学工具，通过表征已知在亚摩尔浓度范围内阻断GIRK通道的药物的作用，来评估GIRK通道在5-HT神经元中的功能作用。采用脑干切片中的全细胞电压灯记录法，在大鼠中缝背侧5-HT神经元内激活的内向整流钾电导的5-HT1A自动受体上，测定所选GIRK通道阻滞剂的浓度-反应关系。非选择性内向整流钾通道阻滞剂Ba2+（EC50=9.4μM，100μM全阻断）和SCH23390（EC50=1.95μM，30μM全封闭）完全阻断5-HT1A自身受体激活的GIRK电导。GIRK特异性阻断剂tertiapin-Q高效阻断5-HT1A自动受体激活的GIRK电导（EC50=33.6 nM），但不完全，即总电导的约16%导致对tertiapin-Q产生抗性。据报道，U73343和SCH28080用亚磨牙EC50阻断GIRK通道，在5-HT神经元中基本无效。我们的数据表明，与5-HT1A自身受体耦合的内向整流K+通道显示了神经元GIRK通道通常预期的药理学特性，但与GIRK1-GIRK2异质体不同，后者是脑GIRK渠道的主要形式。5-HT神经元GIRK通道的独特药理学特性应被探索，以开发新的情绪障碍治疗药物。

PubMed免责声明

利益冲突声明

竞争利益：提交人声明，不存在相互竞争的利益。

数字

**图1。5-CT激活内向整流K⁺5-HT神经元的电导表现出有限的脱敏。**
（A）代表性实验的时间进程(n个=6）显示了5-HT浴浓度增加的影响_1安培受体激动剂5-CT对内向整流钾的影响⁺电导（G_{-110/-90毫伏})中缝背侧5-HT神经元。含5.5 mM K的胞外溶液⁺和混合的突触阻滞剂（见方法）。在本图和下图中，时间表示全细胞配置的持续时间。（B）同一试验的电流-电压图。痕迹是5-CT应用前记录的最后13个单独斜坡的平均值（Bsl）；在指示的5-CT浓度和5-CT冲洗后（冲洗；红色痕迹）。（C） EC散点图₅₀单个神经元的5-CT值。条形对应于代表性实验的几何平均值±95%C.I.（D）时间进程(n个=6）显示G的持续激活_{-110/-90毫伏}30 nM 5-CT。（E）相同实验的电流-电压图。轨迹是5-CT应用前记录的13个连续斜坡的平均值（Bsl）；在最大效果期间（Max）和录制结束时（end）。（F）散点图显示了单个记录中达到最大值（5-CT≈70 min）后剩余60 min的最大5-CT效应百分比（5-CT约10 min）。条形对应于平均值±SD。

**图2。5-HT区块_1安培自动接收器激活内向整流K⁺Ba电导²⁺.**
（A-D）代表性实验。（A）代表性实验的时间进程(n个=4）说明5-CT诱导向内整流K的浓度依赖性块⁺电导（G_{-110/-90毫伏})作者：Ba²⁺.（B）相同实验的电流-电压图。痕迹是使用5-CT之前记录的最后7个单独斜坡的平均值（Bsl；灰色痕迹），以及指示的Ba浓度²⁺.红线表示用于计算G的-110至-90 mV数据的线性拟合_{-110/-90毫伏}.（C）说明Ba计算的图表²⁺个别记录的浓度-反应曲线。符号对应于B中所示的相应红线的坡度。虚线表示基线坡度。红色曲线是与函数y=b+（a-b）/（1+（EC）拟合的数据₅₀/[巴²⁺])^n小时)，其中一对应于缺少Ba时的斜率电导²⁺,b条对应于最大Ba²⁺效果，EC₅₀是半最大有效的Ba²⁺浓度和氮_H（H）是希尔系数。（D）净5-CT感应电流（I）的电流-电压图_5-羟色胺)通过减去基线电流（B中的灰色轨迹）获得。（E） EC散点图₅₀Ba值²⁺在单个神经元中。条形对应于Ba山坡值的几何平均值±95%C.I.（F）散点图²⁺在个别录音中。条形对应于平均值±标准偏差。（G）Ba的平均浓度响应²⁺所有实验的归一化数据。数据从零（Bsl）归一化为一（5-CT，Ba为零²⁺)因此对应于净5-HT_1安培受体激活向内整流K⁺电导（G_5-羟色胺). 红线是logistic方程的最佳最小二乘拟合，y=1/（1+（EC₅₀/[巴²⁺])^n小时)，其中EC₅₀是最大有效浓度的一半，n_H（H）是希尔系数（R²= 0.894).

**图3。5-HT区块_1安培自动接收器激活内向整流K⁺叔硫平-Q电导。**
（A）代表性实验的时间进程(n个=8）说明5-CT诱导向内整流K的浓度依赖性块⁺电导（G_{-110/-90毫伏})通过同一实验的第三方Q（B）电流-电压图。示踪是在施用5-CT（Bsl；红色示踪）之前，在所示的叔硫平-Q浓度下，以及在5-CT和叔硫平-Q（Wash）洗脱之后记录的最后7个单独斜坡的平均值。（C）代表性实验的时间进程(n个=7）说明5-CT诱导向内整流K的不完整块⁺电导由高浓度的叔硫平-Q（D）绘制。示踪是在施用5-CT（Bsl；红色示踪）之前，在所示的叔硫平-Q浓度下，以及在5-CT和叔硫平-Q（Wash）洗脱之后记录的最后11个单独斜坡的平均值。（E） EC散点图₅₀单个神经元中的第三肽Q值。条形对应于单个记录中第三肽Q的希尔斜率值的几何平均值±95%C.I.（F）散点图。条形对应于平均值±标准偏差。（G）与净5-HT相对应的归一化数据中叔硫平-Q的平均浓度响应_1安培受体激活向内整流K⁺电导（G_5-羟色胺)来自所有实验。红线是逻辑方程的最佳最小二乘拟合，y=b+（1-b）/（1+（EC）₅₀/[第三平-Q]）^n小时)，其中EC₅₀是半最大有效浓度，n_H（H）是希尔系数，b是最大第三平Q效应（R²= 0.906).

**图4。5-HT区块_1安培自动接收器激活内向整流K⁺SCH23390电导。**
（A）代表性实验的时间进程(n个=8）说明5-CT诱导向内整流K的浓度依赖性块⁺电导（G_{-110/-90毫伏})根据SCH23390。（B）同一试验的电流-电压图。示踪是使用5-CT之前记录的最后7个单独斜坡的平均值（Bsl；红色示踪），以及指示的SCH23390浓度。（C）净5-CT感应电流（I）的电流-电压图_{5-羟色胺1a})通过减去基线电流（B中的红色迹线）获得。（D）代表性实验的时间进程(n个=3）说明5-CT诱导向内整流K的接近完整块⁺电导为30μM SCH23390。（E）同一实验的电流-电压图。痕迹是在（a；红色痕迹）和（b）施用5-CT之前、施用SCH23390（c）之后以及5-CT（d）冲刷之后记录的11个单独坡道的平均值。（F）同一试验的净SCH23390-block和SCH23390电阻电流的电流-电压图。（G） EC散点图₅₀单个记录中的SCH23390值。条形对应于单个记录中SCH23390希尔斜率值的几何平均值±95%C.I.（F）散点图。条形对应于平均值±SD。（G）SCH23390在标准化数据上的平均浓度响应对应于净5-HT_1安培受体激活向内整流K⁺电导（G_5-羟色胺)来自所有实验。红线是logistic方程的最佳最小二乘拟合，y=1/（1+（EC₅₀/（SCH23390]）^n小时)，其中EC₅₀是半最大有效浓度和n_H（H）是希尔系数（R²= 0.936).

**图5。U73343和SCH28080是相对无效的5-HT阻滞剂_1安培自动接收器耦合向内整流K⁺频道。**
（A）典型实验的电流-电压图(n个=4）说明5-CT诱导向内整流K的弱块⁺通过增加U73343的浓度进行电导。每种浓度应用10分钟。示踪是使用5-CT之前（Bsl）和之后记录的最后7个单独斜坡的平均值（0；红色示踪），以及U73343的指示浓度。（B） U73343在对应于净5-HT的标准化数据上的平均浓度响应_1安培受体激活向内整流K⁺电导（G_5-羟色胺)来自所有实验。（C）典型实验的电流-电压图(n个=4）说明增加SCH28080浓度对5-CT诱导的向内整流K的影响⁺电导。每种浓度应用10分钟。痕迹是5-CT应用（Bsl）之前记录的最后7个单独斜坡的平均值，以及SCH28080的指示浓度。（D） SCH28080对所有实验归一化数据的平均浓度响应。

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1. Aghajanian GK，Vandermaelen CP。5-羟色胺能中缝背神经元的细胞内记录：起搏器电位和LSD的影响。《大脑研究》1982；238: 463–469.-公共医学
1. Aghajanian GK，Lakoski JM.血清素和LSD对5-羟色胺能神经元的超极化作用：大脑切片研究显示K+电导增加。1984年《大脑研究》；305: 181–185.-公共医学
1. Williams JT、Colmers WF、Pan ZZ。电压和配体在体外激活中缝背侧神经元的向内整流电流。神经科学杂志。1988;8: 3499–3506.-项目管理咨询公司-公共医学
1. 新泽西州Penington，Kelly JS，Fox AP。成年大鼠中缝背神经元上5-HT1A受体激活的内向整流钾电流的全细胞记录。生理学杂志。1993;469: 387–405.-项目管理咨询公司-公共医学
1. 新泽西州Penington，Kelly JS，Fox AP。急性分离大鼠中缝背神经元中5-HT激活的钾通道的统一性。生理学杂志。1993;469: 407–426.-项目管理咨询公司-公共医学

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这项研究的资金由佛罗伦萨大学提供。A.Montalbano获得了Regione Toscana和Aziende Chimiche Riunite Angelini Francesco A.C.R.A.F.SpA的奖学金（POR CRO FSE 2007-2013:5-HT@药品).

[1] Aghajanian GK，Vandermaelen CP。5-羟色胺能中缝背神经元的细胞内记录：起搏器电位和LSD的影响。《大脑研究》1982；238: 463–469.-公共医学

[2] Aghajanian GK，Vandermaelen CP。5-羟色胺能中缝背神经元的细胞内记录：起搏器电位和LSD的影响。《大脑研究》1982；238: 463–469.-公共医学

[3] Aghajanian GK，Lakoski JM.血清素和LSD对5-羟色胺能神经元的超极化作用：大脑切片研究显示K+电导增加。1984年《大脑研究》；305: 181–185.-公共医学

[4] Aghajanian GK，Lakoski JM.血清素和LSD对5-羟色胺能神经元的超极化作用：大脑切片研究显示K+电导增加。1984年《大脑研究》；305: 181–185.-公共医学

[5] Williams JT、Colmers WF、Pan ZZ。电压和配体在体外激活中缝背侧神经元的向内整流电流。神经科学杂志。1988;8: 3499–3506.-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Williams JT、Colmers WF、Pan ZZ。电压和配体在体外激活中缝背侧神经元的向内整流电流。神经科学杂志。1988;8: 3499–3506.-项目管理咨询公司-公共医学

[7] 新泽西州Penington，Kelly JS，Fox AP。成年大鼠中缝背神经元上5-HT1A受体激活的内向整流钾电流的全细胞记录。生理学杂志。1993;469: 387–405.-项目管理咨询公司-公共医学

[8] 新泽西州Penington，Kelly JS，Fox AP。成年大鼠中缝背神经元上5-HT1A受体激活的内向整流钾电流的全细胞记录。生理学杂志。1993;469: 387–405.-项目管理咨询公司-公共医学

[9] 新泽西州Penington，Kelly JS，Fox AP。急性分离大鼠中缝背神经元中5-HT激活的钾通道的统一性。生理学杂志。1993;469: 407–426.-项目管理咨询公司-公共医学

[10] 新泽西州Penington，Kelly JS，Fox AP。急性分离大鼠中缝背神经元中5-HT激活的钾通道的统一性。生理学杂志。1993;469: 407–426.-项目管理咨询公司-公共医学

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