Effects of tannic acid on Hyperpolarization-activated Cyclic Nucleotide-gated (HCN) channels in peripheral sensory neurons = 말초 감각신경세포에서 탄닌산이 과분극과 고리형 뉴클레오티드에 의해 활성화되는 이온통로에 미치는 영향
저자
발행사항
Seoul : Seoul National University, 2019
학위논문사항
Thesis(M.A.) -- Graduate School, Seoul National University Major in Neurobiology, Department of Dentistry 2019
발행연도
2019
작성언어
영어
KDC
511.18 판사항(6)
DDC
612.8 판사항(23)
발행국(도시)
서울
형태사항
32 leaves : illustrations (some color) ; 26 cm
일반주기명
Adviser: 오석배
Bibliography: leaves 26-30
소장기관
말초 감각신경세포에서 탄닌산이 과분극과 고리형 뉴클레오티드에 의해 활성화되는 이온통로에 미치는 영향
탄닌산 (tannic acid)은 떫은맛을 가지며 수용성인 식물성 폴리페놀 화합물의 일종이다. 탄닌산의 생의학적 효과는 비신경세포에서 연구된 바는 있으나, 말초 감각신경세포에 대한 탄닌산의 영향에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 과분극과 고리형 뉴클레오티드에 의해 활성화되는 이온통로 (HCN 이온통로)는 심장 리듬을 결정하고 신경세포의 전기적 흥분성 조절에 관여한다고 알려져 있으며, 최근 연구에서 HCN 이온통로가 신경병증성 통증에도 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 본 연구는, 탄닌산이 마우스 척수 후근 신경절 신경세포의 HCN 이온통로 전류(Ih)에 미치는 영향을 확인하여 탄닌산의 신경병증성 통증을 조절할 수 있는 가능성을 확인하고자 하였다.
마우스(Adult C57BL/6)의 척수 후근 신경절 신경세포를 단일 세포로 분리한 후, 전-세포 패치 클램프 레코딩(whole-cell patch clamp recording) 기법을 이용하여, 탄닌산 (Tannic acid, T0200, Sigma-Aldrich, m.w. 1701.20)이 HCN 이온통로에 미치는 전기생리학적영향을 관찰하였다. 5 μM 탄닌산은 Ih 전류 크기를 58.9 ± 4.2 %로 감소시켰으며, 전압 sag를 현저히 줄어들게 하였다. 탄닌산 (0.05 ~ 50 μM)은 –120 ~ -50 mV 사이의 모든 전압 범위에서 Ih 전류를 농도 의존적으로 억제시켰다. 억제 중간값 (IC50)은 0.9 μM이었으며, 최대 억제 효과는 78 %까지 보였다. 이러한 TA의 억제 효과는 cAMP 비의존적이었다. 여기서 흥미롭게도, 탄닌산은 작은 크기의 세포에서 Ih 전류를 더 강력하게 억제하는 효과를 보였다.
HCN 이온통로 네 가지 아형 중 HCN2는 주로 작은 크기의 통각 수용성 척수 후근 신경절 신경세포에서 가장 높은 발현을 보인다. 그러므로, 탄닌산의 억제 효과는 HCN2에 주로 작용하였을 것으로 보이나, 특정 아형에 대한 특이적 효과가 있는지 확인을 하는 추가적인 연구가 필요하다. 이 연구는 척수 후근 신경절 신경세포에 분포하는 HCN 이온통로를 표적으로 작용하는 새로운 약물의 발견으로, 탄닌산이 신경병증성 통증을 차단할 수 있는 새로운 가능성을 확인하였다는 점에서 매우 의미가 있다.
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주요어 : 탄닌산(tannic acid), 과분극과 고리형 뉴클레오티드에 의해 활성화되는 이온통로 (HCN channel), Ih, 척수 후근 신경절 신경세포 (DRG neuron)
학 번 : 2000-22805
Effects of tannic acid on hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels in peripheral sensory neurons
Kim, Seong Ah
Major in Neurobiology,
Department of Dentistry, The Graduate School,
Seoul National University
Tannic acid (TA) is an astringent and a type of water-soluble plant polyphenolic compound. The biomedical effects of TA have been demonstrated in non-neuronal cells, however, little is known about its effects on peripheral sensory neurons. Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels play an important role in regulating neuronal excitability by generating a pace-making current, Ih. In this study, I examined the effect of TA on Ih in mouse dorsal root ganglion (DRG) neurons using whole-cell patch clamp recordings. TA (5 µM) significantly reduced the amplitude of Ih to 58.9 ± 4.2 % and alleviated the voltage sag mediated by HCN channels following hyperpolarization in DRG neurons. In addition, TA (0.05 to 50 µM) inhibited Ih in a concentration-dependent manner over the entire voltage ranges (-120 to –50 mV), with a half maximal inhibitory concentration (IC50) of 0.9 µM and a maximal inhibitory effect of 78 %. Interestingly, TA had a stronger inhibitory effect on Ih in small-sized DRG neurons through a cyclic AMP (cAMP)-independent pathways. Together, these results suggest that TA could directly block HCN channels in DRG neurons, independent of cAMP signals. These new findings highlight a potential novel drug for targeting HCN channels in DRG neurons.
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Keywords : Tannic acid, hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels, Ih, dorsal root ganglion (DRG) neurons
Student Number : 2000-22805
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