CGMP依存性プロテインキナーゼによるニューロンKATPチャネルの刺激：シグナル伝達におけるROSおよび5-ヒドロキシデカノエート感受性因子の関与

ATP感受性カリウム（K（ATP））チャネルは、細胞内代謝状態を膜の興奮性に結合します。最近、ニューロンK（ATP）チャネルが一酸化窒素（NO）/CGMP/CGMP依存性プロテインキナーゼ（PKG）シグナル伝達カスケードの活性化により機能的に強化されることを実証しました。この研究では、ニューロンK（ATP）チャネルのPKG刺激の根底にある細胞内メカニズムをさらに調査しました。トランスフェクトされたHEK293および神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞でシングルチャネル記録を実行することにより、Kir6.2/Sur1の増加（すなわち、ニューロン型K（ATP））チャネル電流は、細胞攻撃されたパッチでのPKG活性化により、5ヒドロキン剤（5-Hid菌）によって減少することによって減少したことがわかりました。 ATP）チャネル;N-（2-メルカプトプロピオニル）グリシン、反応性酸素種（ROS）スカベンジャー、カタラーゼ、過酸化水素（H（2）O（2）） - 分解酵素。これらの試薬はまた、No-誘発性K（ATP）チャネル刺激を除去し、PKGの活性化と誘導なしに生じるシングルチャネルのオープンおよびクローズド時間分布のシフトを防ぎました。H（2）O（2）のバス適用は、Kir6.2/Sur1のPKG刺激を再現しましたが、四量体KIR6.2LRKR368/369/370/371AAAAチャネルを活性化しませんでした。さらに、PKG活性化因子も外因性H（2）O（2）も、Ca（2+）キレーターとカルモジュリン拮抗薬の存在下でK（ATP）チャネルの機能を強化することはできませんでしたが、H（2）O（2）の刺激効果は5-HDによって影響を受けませんでした。全体として、このレポートでは、Sur1サブユニットの存在を必要とする5-HD感受性因子（2+）/カルモジュリンシグナル伝達経路を介して固有のチャネルゲーティングを調節することにより、PKGの活性化がニューロンK（ATP）チャネルを刺激するという新しい証拠を提供します。このシグナル伝達経路は、虚血性損傷に対する神経保護と、神経細胞K（ATP）チャネルの機能を調節することにより、神経伝達性の調節と神経伝達物質放出に寄与する可能性があります。

The ATP-sensitive potassium (K(ATP)) channel couples intracellular metabolic state to membrane excitability. Recently, we demonstrated that neuronal K(ATP) channels are functionally enhanced by activation of a nitric oxide (NO)/cGMP/cGMP-dependent protein kinase (PKG) signaling cascade. In this study, we further investigated the intracellular mechanism underlying PKG stimulation of neuronal K(ATP) channels. By performing single-channel recordings in transfected HEK293 and neuroblastoma SH-SY5Y cells, we found that the increase of Kir6.2/SUR1 (i.e., the neuronal-type K(ATP)) channel currents by PKG activation in cell-attached patches was diminished by 5-hydroxydecanoate (5-HD), an inhibitor of the putative mitochondrial K(ATP) channel; N-(2-mercaptopropionyl)glycine, a reactive oxygen species (ROS) scavenger, and catalase, a hydrogen peroxide (H(2)O(2))-decomposing enzyme. These reagents also ablated NO-induced K(ATP) channel stimulation and prevented the shifts in the single-channel open- and closed-time distributions resulting from PKG activation and NO induction. Bath application of H(2)O(2) reproduced PKG stimulation of Kir6.2/SUR1 but did not activate tetrameric Kir6.2LRKR368/369/370/371AAAA channels. Moreover, neither the PKG activator nor exogenous H(2)O(2) was able to enhance the function of K(ATP) channels in the presence of Ca(2+) chelators and calmodulin antagonists, whereas the stimulatory effect of H(2)O(2) was unaffected by 5-HD. Altogether, in this report we provide novel evidence that activation of PKG stimulates neuronal K(ATP) channels by modulating intrinsic channel gating via a 5-HD-sensitive factor(s)/ROS/Ca(2+)/calmodulin signaling pathway that requires the presence of the SUR1 subunit. This signaling pathway may contribute to neuroprotection against ischemic injury and regulation of neuronal excitability and neurotransmitter release by modulating the function of neuronal K(ATP) channels.