エタノール作用の分子部位としての GABA(A) 受容体 直接作用か間接作用か?

エタノールは最も広く使用されている精神活性剤の1つであるという事実にもかかわらず、脳機能を修正するメカニズムと作用部位は現在解明されているだけです。過去10年間の研究では、エタノールがN-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）、セロトニン（5-HT（3））、グリシンおよびGABA（A）受容体を含むいくつかのリガンド活性化イオンチャネルの機能を特異的に変化させることができることが示されています。。この分野での数年にわたる広範な研究の後、エタノールがGABA（a）を修正するもの、どこで、どのように解決するかは議論の余地があり続けます。たとえば、エタノールがシナプトヌーロソームおよび培養ニューロンのCl（ - ）フラックスを変化させることができたことを実証した後、いくつかの電気生理学的研究では、単一ニューロンのGABA（A）受容体電流の増強を示すことができませんでした。エタノール濃度が低い陽性の結果の欠如は、プロテインキナーゼとカルシウムによる受容体の不均一性と細胞内調節の違いによるものであると解釈されました。エタノール感受性に対する高い受容体の不均一性の存在は、他のニューロンではなく、エタノールが一部を増強したことを示したさまざまな細胞タイプで行われた研究によって支持されています。この複雑さに加えて、一部の海馬GABA（a）受容体は1〜100 mmのエタノール濃度の影響を受ける可能性があるが、他の海馬濃度は200 mmを超える濃度にしか敏感ではないことが示されました。低エタノール濃度と電流増強との関係の曲線は、その急勾配と「反転」u形状のために、分子相互作用の高度な複雑さを示唆しています。同様に、GABA（a）受容体に対するエタノールの効果は、ベンゾジアゼピン、バルビツール酸塩、ニューロステロイドの影響よりもはるかに複雑に見えます。天然の神経受容体におけるエタノール作用のメカニズムの理解を進めることに遭遇する主要な問題は、エタノール感度で検出された大きなばらつきです。たとえば、いくつかの研究では、一部のニューロングループのみが薬理学的に関連する濃度のエタノール（1〜100 mm）に敏感であることが示されています。この受容体感受性の変動は、組換え発現システムを使用して解決されていません。たとえば、組換え受容体で行われた研究は、分子要件を解明するために重要ですが、エタノールがエタノール作用に重要であることを示唆するエタノールに敏感ではないことが示されています。このレビューでは、GABA（a）受容体に対するエタノールの作用は、受容体タンパク質との直接的な相互作用のみが原因ではない可能性がありますが、その効果は細胞内調節によって調節される可能性があり、この後者の効果はより生理学的に関連するもの。皮質および海馬ニューロンのデータは、受容体に対するエタノール作用が不安定であり、反復刺激とニューロンの完全性にも依存することを示唆しています。さらに、エタノールの作用は、プロテインキナーゼの活性化とニューロンの発達によって変更できます。最後に、受容体とエタノール間の相互作用を研究するための最良のアプローチは、組換え受容体の使用とニューロンの過剰発現によるものであることを議論します。

Despite the fact that ethanol is one of the most widely used psychoactive agents, the mechanisms and sites of action by which it modifies brain functions are only now being elucidated. Studies over the last decade have shown that ethanol can specifically alter the function of several ligand-activated ion channels including N-methyl-D-aspartate (NMDA), serotonin (5-HT(3)), glycine and GABA(A) receptors. After several years of extensive research in this field, the resolution of what, where and how ethanol modifies GABA(A) receptors continues to be controversial. For example, after demonstrating that ethanol was able to alter Cl(-) flux in synaptoneurosomes and cultured neurons, several electrophysiological studies were unable to show enhancement of the GABA(A) receptor current in single neurons. The lack of positive results with low ethanol concentrations was interpreted as being due to receptor heterogeneity and differences in intracellular modulation by protein kinases and calcium. The existence of high receptor heterogeneity with respect to ethanol sensitivity has been supported by studies done in a variety of cell types which showed that ethanol potentiated some, but not other neurons. Adding to this complexity, it was shown that while some hippocampal GABA(A) receptors can be affected by ethanol concentrations between 1 and 100 mM, others are only sensitive to concentrations above 200 mM. The curve of the relationship between low ethanol concentrations and current enhancement suggests a high degree of complexity in the molecular interaction because of its steepness and "inverted" U shape. Similarly, the effects of ethanol on GABA(A) receptors seems much more complex than those of benzodiazepines, barbiturates and neurosteroids. The major problem encountered in advancing understanding of the mechanism of ethanol action in native neuronal receptors has been the large variability detected in ethanol sensitivity. For example, several studies have shown that only some groups of neurons are sensitive to pharmacologically relevant concentrations of ethanol (1-100 mM). This receptor sensitivity variability has not been resolved using recombinant expression systems. For example, studies performed in recombinant receptors, although important for elucidating molecular requirements, have shown that they are less sensitive to ethanol suggesting that neuronal substrates are important for ethanol actions. In this review, we discuss the possibility that ethanol's action on the GABA(A) receptor may not be due solely to a direct interaction with the receptor protein, but that its effects could also be modulated by intracellular regulation, and that this latter effect is the more physiologically relevant one. Data in cortical and hippocampal neurons suggest that ethanol action on the receptor is labile, and that it also depends on repetitive stimulation and neuron integrity. In addition, the action of ethanol can be modified by activation of protein kinases and neuronal development. Finally, we discuss that the best approach for studying the interaction between the receptor and ethanol is through the combined use of recombinant receptors and overexpression in neurons.