一酸化窒素/CGMP/PKGシグナル伝達経路M1型ムスカリン性アセチルコリン受容体カスケードは、ケニヨン細胞のNa+活性化K+電流を阻害します

ケニヨン細胞として知られるキノコ体の介在ニューロンは、一部の昆虫の嗅覚学習の長期的な記憶に不可欠です。いくつかの研究では、一酸化窒素（NO）がケニヨン細胞のこの長期記憶に強く関連していることが報告されています。ただし、標的分子と上流および下流のシグナル伝達カスケードは完全には理解されていません。ここでは、クリケットのケニヨン細胞におけるNA（+） - 活性化K（+）（KNA）チャネル活性に対するNOシグナル伝達カスケードの効果を分析しました（Gryllus bimaculatus）。S-nitrosoglutathione（GSNO）とS-ニトロソ-N-アセチル-DL-ペニシラミン（SNAP）の2つの異なるNOドナーが強く抑制されたKNAチャネル電流が強く抑制されることがわかりました。さらに、KNAチャネル活性に対するGSNOのこの阻害効果は、可溶性グアニル酸シクラーゼ（SGC）の阻害剤である1H- [1,2,4] oxadiazolo [4,3-A] Quinoxalin-1-One（ODQ）によって減少しました。およびKT5823、プロテインキナーゼG（PKG）の阻害剤。次に、NOシグナル伝達カスケードにおけるACHの役割を分析しました。ACHは、ドナーなしと同様に、KNAチャネル電流を強く抑制しました。さらに、ACHのこの阻害効果は、M1ムスカリンACh受容体拮抗薬であるピレンゼピンによってブロックされましたが、1,1-ジメチル-4-ジフェニルアセトキシピペリジニウムヨウ化物（4-DAMP）およびメカミルアミン、M3筋肉血球ACh受容体拮抗薬およびnicotinic ACH ACHによってはブロックされませんでした。それぞれ受容体拮抗薬。KNAチャネル電流のACH誘発性阻害も、PLC阻害剤U73122およびカルモジュリン拮抗薬W-7によって減少しました。最後に、ACH阻害は、一酸化窒素シンターゼ（NOS）阻害剤N（G） - ニトロ-L-アルギニンメチルエステル（L-NAME）によってブロックされることがわかりました。これらの結果は、ACHシグナル伝達カスケードがNOSを活性化することによりNO産生を促進し、ケニヨン細胞のSGC/CGMP/PKGシグナル伝達カスケードを介してKNAチャネル電流を阻害することを示唆しています。

The interneurons of the mushroom body, known as Kenyon cells, are essential for the long-term memory of olfactory associative learning in some insects. Some studies have reported that nitric oxide (NO) is strongly related to this long-term memory in Kenyon cells. However, the target molecules and upstream and downstream NO signaling cascades are not completely understood. Here we analyzed the effect of the NO signaling cascade on Na(+)-activated K(+) (KNa) channel activity in Kenyon cells of crickets (Gryllus bimaculatus). We found that two different NO donors, S-nitrosoglutathione (GSNO) and S-nitroso-N-acetyl-dl-penicillamine (SNAP), strongly suppressed KNa channel currents. Additionally, this inhibitory effect of GSNO on KNa channel activity was diminished by 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one (ODQ), an inhibitor of soluble guanylate cyclase (sGC), and KT5823, an inhibitor of protein kinase G (PKG). Next, we analyzed the role of ACh in the NO signaling cascade. ACh strongly suppressed KNa channel currents, similar to NO donors. Furthermore, this inhibitory effect of ACh was blocked by pirenzepine, an M1 muscarinic ACh receptor antagonist, but not by 1,1-dimethyl-4-diphenylacetoxypiperidinium iodide (4-DAMP) and mecamylamine, an M3 muscarinic ACh receptor antagonist and a nicotinic ACh receptor antagonist, respectively. The ACh-induced inhibition of KNa channel currents was also diminished by the PLC inhibitor U73122 and the calmodulin antagonist W-7. Finally, we found that ACh inhibition was blocked by the nitric oxide synthase (NOS) inhibitor N(G)-nitro-l-arginine methyl ester (l-NAME). These results suggested that the ACh signaling cascade promotes NO production by activating NOS and NO inhibits KNa channel currents via the sGC/cGMP/PKG signaling cascade in Kenyon cells.