Возможная субъединичная композиция нетипичных ГАМКергических рецепторов в интернейронах

На чем может быть основано наличие нетипичных фармакологических свойств ГАМКергических рецепторов в гиппокампальных интернейронах? Для того чтобы ответить на этот вопрос необходимо выяснить состав субъединиц ГАМКергических рецепторов, обладающих сниженной чувствительностью к пикротоксину.

Данные о том, что средняя проводимость одиночного канала ГАМКергических рецепторов в интернейронах ниже, чем в пирамидных клетках (~22 пС и ~33 пС), указывают на наличие различий в аминокислотной последовательности хотя бы в одном М2 домене, находящемся внутри канала. Хотя размер поры канала ГАМК_А и ГАМК_С рецепторов считается одинаковым, проводимость одиночного канала ГАМК_С рецепторов значительно ниже (~1-5 пС и ~30 пС) (Feigenspan and Bormann 1994; Wotring et al. 1999; Zhang et al. 2001). Полученная в наших экспериментах средняя проводимость одиночного канала ионотропных ГАМКергических рецепторов в интернейронах ниже, чем ГАМК_А рецепторов, но выше, чем ГАМК_С. К сожалению, рассчитанная нами проводимость представляет собой средневзвешенную величину для гетерогенной популяции рецепторов. Поскольку, пикротоксин был намного более эффективен в экспериментах с мембранными пейчами в конфигурации outside-out, мы не смогли зарегистрировать никакого тока даже при низких его концентрациях (1 µМ). Таким образом, нам не удалось проверить, связан ли нетипичный ГАМКергический ток с более низкой проводимостью одиночных каналов, характерной для ГАМК_С рецепторов.

Чувствительность к пикротоксину рецепторов, состоящих из r-субъединиц, у крыс определяется двумя аминокислотными остатками в положении 310 и 314 (Wang et al. 1995; Zhang et al. 2001; Zhang et al. 1995a). Например, наличие пролина в позиции 310 снижает чувствительность гомомерных r₁-содержащих ГАМКергических рецепторов к этому антагонисту. В дополнение ко всему, пикротоксин является для таких рецепторов смешанным (отчасти конкурентным, отчасти неконкурентным) антагонистом, тогда как для классических ГАМК_А рецепторов это только неконкурентный антагонист. Что касается аминокислотного остатка в положении 314, то в r₁ и r₂ человека и r₁ грызунов им является треонин. Однако, в r₂ крысы и мыши это основание метионин, что делает r₂-содержащие рецепторы грызунов крайне нечувствительными к пикротоксину (Greka et al. 1998). Хотя, r₂-субъединица морской свинки не была секвенирована, на основании филогенетической гомологии грызунов, можно предположить, что r₂-содержащие рецепторы этого животного будут также слабо чувствительны к пикротоксину.

Можно предположить, что r субъединицы в ассоциации субъединицами ГАМК_А рецептора (например, α, β и γ) определяют нетипичные фармакологические свойства ионотропных ГАМКергических рецепторов в интернейронах. Однако, возможность существования таких комбинаций субъединиц в ГАМКергических рецепторах до настоящего времени не известна (Enz 2001). Тем не менее, была показана возможность образования рецепторов из комбинации r и g₂ субъединиц в ооцитах (Pan et al. 2000; Qian and Ripps 1999), но другие комбинации продемонстрированы не были. Однако, даже ситуация нахождения двух g₂ субъединиц по краям r, дает возможность присоединения других субъединиц, характерных для ГАМК_А (например, a и/или b), со стороны g₂.

Нужно отметить, что РНК r-субъединиц широко распостранена в ЦНС и обнаружена даже в тех областях мозга (включая гиппокамп), в которых, как предполагалось, отсутствуют ГАМК_С рецепторы (Ogurusu et al. 1999; Wegelius et al. 1998). В данной работе мы показали, что ГАМКергические токи в пирамидных нейронах поля СА1 фармакологически сходны с токами, опосредованными ГАМК_С рецепторами. Тем не менее, осталось не ясным, существуют ли ГАМК_С рецепторы в интернейронах в чистом виде, отличном от нетипичной формы ГАМКергических рецепторов, описанной в данной работе. Ответ на этот вопрос требует проведения дополнительных фармакологических и иммуноцитохимических исследований, которые выходили за рамки стоящей перед нами задачи. В любом случае, если промежуточная (ГАМК_А/ГАМК_С) форма ионотропных ГАМКергических рецепторов существует, оценка сравнительного вклада различных типов ГАМКергических рецепторов в синаптические токи является затруднительной. Это связано с тем, что, используя имеющиеся фармакологические вещества, нетипичные рецепторы будут приписываться то к ГАМК_А, то к ГАМК_С. Возможным выходом из данной ситуации является разработка специфических антагонистов этих рецепторов. Сходные трудности могут возникнуть и при попытке иммуноцитохимической идентификации нетипичных рецепторов, если не буду разработаны специфичные или высокоразрешающие методы.

Заключение

Таким образом, в данном разделе работы было показано:

1. ГАМКергические ТПСТ в интернейронах менее чувствительны к пикротоксину, а ГАМКергические рецепторы обладают более низкой средней проводимостью одиночного канала, чем в пирамидных клетках.

2. CACA, агонист ГАМК_С рецепторов, вызывает ток как в интернейронах, так и пирамидных клетках. В пирамидных нейронах ток, вызываемый CACA, нечувствителен к пентобарбиталу, что характерно для классических ГАМК_С рецепторов. В интернейронах пентобарбитал значительно усиливает этот ток, что указывает на наличие в них нетипичных ГАМКергических рецепторов.

3. Аппликация 100 μМ пикротоксина фармакологически изолирует популяцию ГАМКергических рецепторов в интернейронах, которая обладает фармакологическим свойствами (чувствительность к агонистам, антагонистам и аллостерическим модуляторам) как ГАМК_А, так и ГАМК_С рецепторов. Эти рецепторы обладают Cl^-/HCO₃^- проводимостью, характерной для ионотропных типичных ГАМКергических рецепторов.

Таким образом, нам удалось показать наличие в интернейронах str.radiatum, но не пирамидных клетках поля CA1 гиппокампа, ГАМКергических рецепторов, фармакологически отличных от всех на настоящее время известных рецепторов. Они сочетают в себе свойства как ГАМК_А, так и ГАМК_С рецепторов, при этом обладают сниженной чувствительностью к пикротоксину.

Различие в фармакологических свойствах ГАМКергических рецепторов в интернейронах и пирамидных клетках предоставляет возможность поиска веществ, специфически воздействующих на ту или иную популяцию клеток в гиппокампе. Селективное изменение торможения тормозных или возбуждающих нейронов может быть использовано для изменения возбудимости всей структуры в целом и лежать в основе разработки антиэпилептических препаратов.