ラット海馬ニューロンにおけるニコチン性アセチルコリン受容体の多様性I異なる構造サブタイプの薬理学的および機能的証拠

胎児ラットの培養海馬ニューロンに存在するニコチン性アセチルコリン受容体は、多くの構造的に異なるアゴニストと高度に選択的な拮抗薬を使用して、全細胞パッチクランプ技術によって特徴付けられました。3 mMアセチルコリン（ACh）によって誘発された電流の減衰速度と、アゴニストと拮抗薬に対する感受性に基づいて、ニューロンは4つの電流タイプ、IA、IB、II、IIIを示すことが示されました。α-ブンガロトキシン（10 nM）、カッパ - ブンガロトキシン（10 nM）、メチルリココニチン（MLA、1 nm）によってブロックされた急速に減衰する電流（IA型）が最も頻繁であり、テストされたニューロンの83％で発見されました。II型電流（ニューロンの5％で見つかった）は、ジヒドロベータ - エリスロイディン（10 nM）、および高濃度のMLAおよびカッパ - ブンガロトキシン（それぞれ100 nM）によってブロックされましたが、α-ブンガロトキシン（100 nM）によってはブロックされませんでした。。タイプIII電流（ニューロンの2％で誘発）はゆっくりと減衰し、（+/-） - メカミルアミン（1マイクローム）によってブロックされましたが、アルファ - バンガロトキシン、カッパ - ブンガロトキシンまたはMLA（それぞれ100 nm）によってはブロックされませんでした。一部の細胞（ニューロンの10％）には混合応答（タイプIB）があり、MLA（1 nM）またはジヒドロベータ - エリジン（10 nM）だけで部分的にブロックされ、その組み合わせによって完全にブロックされました。2つのエージェント。電流を活性化する際のアゴニストの効力の順序は次のとおりでした：IA型の場合、（+）-Anatoxin-A >> 1,1-ジメチル-4-フェニル - ピペラジニウム>（ - ） - ニコチン>嚢胞> Ach> Carbachol>（+） - ニコチン> arecoline> suberyldicholine;II型の場合、ACH>（+）-Anatoxin-A>（ - ） - ニコチン> 1,1-ジメチル-4-フェニル - ピペラジニウム>カルバコル>（+） - ニコチン>スベリルディコリン> arecoline。特定のアゴニストは、ACH、カルバコル、（ - ） - タイプIIのニコチンとスベリルディコリン、およびタイプIII電流のサイトティスなど、さまざまなタイプの電流を区別するのに特に役立ちました。ACHのEC50は、タイプIAで約130 microM、タイプII電流で約2 microMでした。タイプIIで顕著な内向きの整流が観察されましたが、タイプIA電流は内向きの整流をほとんど示していませんでした。ニコチン電流の薬理学的および機能的特性で観察される違いは、海馬ニューロンの少なくとも3つの構造的に異なるニコチン性アセチルコリン受容体サブタイプの発現を意味します。信号の伝達におけるこれらの電流の影響の可能性について説明します。

Nicotinic acetylcholine receptors present on cultured hippocampal neurons from fetal rats were characterized by means of whole-cell patch-clamp technique, using a number of structurally divergent agonists and highly selective antagonists. Based upon the decay kinetics of the currents elicited by 3 mM acetylcholine (ACh) and their sensitivities to agonists and antagonists, the neurons were shown to exhibit four current types, IA, IB, II and III. Rapidly decaying currents (type IA) that were blocked by alpha-bungarotoxin (10 nM), kappa-bungarotoxin (10 nM) and methyllycaconitine (MLA, 1 nM) were the most frequent and were found in 83% of the neurons tested. Type II currents (found in 5% of the neurons) were blocked by dihydro-beta-erythroidine (10 nM), and by high concentrations of MLA and kappa-bungarotoxin (100 nM each) but not by alpha-bungarotoxin (100 nM). Type III currents (elicited in 2% of the neurons) decayed slowly and were blocked by (+/-)-mecamylamine (1 microM) but not by alpha-bungarotoxin, kappa-bungarotoxin or MLA (each at 100 nM). Some of the cells (10% of the neurons) had mixed responses (named type IB), which were only partially blocked by MLA (1 nM) or dihydro-beta-erythroidine (10 nM) alone and were completely blocked by combination of the two agents. The order of potency of agonists in activating the currents was the following: for type IA, (+)-anatoxin-a >> 1,1-dimethyl-4-phenyl-piperazinium > (-)-nicotine > cystisine > ACh > carbachol > (+)-nicotine > arecoline > suberyldicholine; for type II, ACh > (+)-anatoxin-a > (-)-nicotine > 1,1-dimethyl-4-phenyl-piperazinium > carbachol > cytisine > (+)-nicotine > suberyldicholine > arecoline. Certain agonists were particularly useful in discriminating among the various types of currents: ACh, carbachol, (-)-nicotine and suberyldicholine for type II, and cytisine for type III currents. The EC50 of ACh was approximately 130 microM for type IA and approximately 2 microM for type II currents. A marked inward rectification was observed with type II, whereas type IA currents showed very little inward rectification. Differences observed in the pharmacological and functional properties of the nicotinic currents imply the expression of at least three structurally distinct nicotinic acetylcholine receptor subtypes in hippocampal neurons. The possible involvement of these currents in the transduction of signals is discussed.