Functional coupling between voltage-gated Cav1.3 L-type Ca2+ channel and metabotropic GABAB receptor in hippocampal neurons
Cav1.3 L-형 칼슘 채널과 GABAB 수용체의 해마 신경세포에서의 기능적 상호작용
- 주제(키워드) Cav1.3 L-type calcium channels , GABAB receptors
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 백자현, 임혜원
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 8
- 학위구분 석사
- 학과 일반대학원 생명공학과
- 세부전공 분자생물학
- 원문페이지 46 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000022804
- 본문언어 영어
- 제출원본 000045608761
초록/요약
Neurons express multiple types of voltage-gated calcium (Ca2+) channels. Among them, the two subtypes of neuronal L-type Ca2+ channels, Cav1.2 and Cav1.3 are encoded by alpha1C and alpha1D-pore-forming subunit, respectively, along with auxiliary subunits. While the roles of Cav1.2 channel in heart and brain have been extensively studied, the functions of Cav1.3 channel and their cellular mechanisms in the central nervous system are poorly understood. In previous studies, a direct interaction between Cav1.3 and gamma-aminobutyric acid type B receptor (GABABR) was first identified, and it showed that GABABR modulates Cav1.3 channel activity in heterologously expressed systems. To revalidate the functional interaction between Cav1.3 and GABABR in the central nervous system, herein, I demonstrated that the specific association of GABABR with Cav1.3, but not with Cav1.2 in cultured hippocampal neurons using the small interfering RNA-mediated silencing strategy, showing the GABABR-induced intracellular Ca2+ increase through the selective interaction with Cav1.3. Furthermore, I have initially set up the experimental conditions for long-term potentiation and long-term depression recordings in adult rat hippocampus to expand our understanding of the role of Cav1.3 in synaptic plasticity and its cellular mechanisms.
more초록/요약
신경세포는 다양한 종류의 전압 의존성 칼슘 채널을 발현한다. 그 중에 두 종류의 신경성 L-형 칼슘 채널 Cav1.2와 Cav1.3은 각각 알파1C와 알파1D 이온 통로 아단위와 부수적인 아단위에 의해 암호화된다. 심장과 뇌에 존재하는 Cav1.2 채널의 역할이 많이 연구된 반면, 중추신경계의 Cav1.3 채널의 기능과 세포 기작은 거의 연구되지 않았다. 전 연구에서는 Cav1.3과 GABAB 수용체간의 직접적 결합을 최초로 밝혔고, GABAB 수용체가 이종 기원 단백질이 발현된 HEK293 세포에서 Cav1.3 칼슘 채널의 활성을 조절한다는 사실도 보였다. 본 연구에서는 Cav1.3과 GABAB 수용체간의 기능적 연관성을 중추신경계에서 재확인하기 위해 소형 간섭 RNA의 유전자 침묵 기법을 이용하여 GABAB 수용체와 Cav1.3간의 (Cav1.2을 제외한) 특이적 연관성을 해마 신경세포에서 재확인하였고, 이러한 선택적인 연계성을 통해 GABAB 수용체가 내부 칼슘의 양을 증가시킨다는 사실도 밝혀냈다. 뿐만 아니라 Cav1.3의 역할에 대한 이해를 신경 가소성과 세포 기전의 범위로 확대시키기 위해, 성숙한 쥐의 해마 조직에서 장기 강화와 장기 억제를 측정하기 위한 실험적 조건들을 본 실험실에서 처음으로 구축하였다.
more목차
1. Introduction = 1
2. Materials and Methods
2.1. Hippocampal Neurons Culture = 6
2.2. Si-RNA Synthesis and Neurons Transfection = 7
2.3. Total RNA Isolation and RT-PCR assay = 8
2.4. Intracellular Ca2+ Imaging = 9
2.5. Hippocampal Slice preparation = 10
2.6. Field Excitatory Postsynaptic Potentials Recordings = 11
2.7. Statistical Analysis = 12
3. Results
3.1. Validation of Biphasic Effects of GABABR activation in Ca2+-imaging system = 13
3.2. Specific Physiological Interaction between Cav1.3 and GABABR in Cultured Hippocampal neurons = 16
3.3. Synaptic Plasticity in Slices of Adult Rat Hippocampus = 20
4. Discussion = 24
5. References = 27
6. Abstract in Korean = 36
