Тоник капус: Оттеночный бальзам для волос Kapous Life Color

ГАМК типа A (GABA _A Rs) представляют собой гетеропентамерные лиганд-управляемые хлоридные (Cl ^–) ионные каналы, обычно состоящие из двух α (α1–6), двух β (β1–3) и одного γ (γ1 –3) или субъединицу δ (рис. 1А).Общая структура индивидуальных субъединиц состоит из большого внеклеточного N-конца (NT), четырех трансмембранных α-спиралей (M1-4) и едва выступающего внеклеточного C-конца (CT). Консервативные гидрофобные домены M соединены небольшими участками с более крупным цитоплазматическим доменом между M3 и M4 (CD), который опосредует взаимодействия с внутриклеточными белками, критическими для переноса рецепторов и локализации на поверхности (рис. 1B). Рецепторы могут содержать две разные субъединицы α или β, которые расположены в конфигурации γ-β-α-β-α против часовой стрелки (рис. 1C).Два интерфейса αβ NT образуют сайты связывания GABA, состоящие из основной (+) стороны субъединицы β и комплементарной стороны субъединицы α (-), в то время как один интерфейс α + (1, 2, 3 или 5) / γ2- создает первичный сайт связывания бензодиазепинов, которые являются аллостерическими положительными модуляторами GABA _A R и важным клиническим классом седативных, снотворных и анксиолитических препаратов. Несколько недавних исследований криоэлектронной микроскопии с высоким разрешением предоставили беспрецедентную структурную информацию для GABA _A R (Phulera et al., 2018; Чжу и др., 2018; Лаверти и др., 2019; Masiulis et al., 2019), продвигая понимание архитектуры рецептора, принципов сборки и связывания различных лигандов: ГАМК, бикукуллина (антагонист), пикротоксина (блокатор каналов) и бензодиазепинов. Свойства канала, субклеточная локализация и фармакологическая чувствительность GABA _A R определяются составом субъединиц. Хотя α5, содержащий ГАМК _A Rs, составляет лишь приблизительно 5% от общей популяции рецепторов в головном мозге, они высоко экспрессируются как в гиппокампе, так и в обонятельной луковице.Они составляют около 25% всей GABA _A R гиппокампа (Olsen and Sieghart, 2009) и особенно многочисленны в CA1 и CA3. В обонятельной луковице более трети нейронов внутреннего слоя гранулярных клеток имеют α5 GABA _A Rs (Sur et al., 1999), хотя функция здесь неизвестна. α5 ГАМК _A R также экспрессируются в спинном мозге, где они участвуют в пресинаптическом подавляющем контроле над сенсомоторной передачей (Lucas-Osma et al., 2018), а также участвуют в разрешении гипералгезии (Perez-Sanchez et al. ., 2017). Другие области мозга, где эти рецепторы находятся на более низких уровнях, включают кору, субикулум, гипоталамус, симпатические преганглионарные нейроны и миндалевидное тело (Martin et al., 2009a).

Рисунок 1 . Субъединица α ₅ , содержащая рецептор ГАМК типа A (α5 ГАМК _A R), структура и топология субъединицы. (A) Общий синаптический GABA _A R гетеропентамер. Связывание нейромедиатора ГАМК (желтый кружок) на интерфейсе αβ запускает открытие ионного канала и обеспечивает быстрый приток Cl ^– и гиперполяризацию мембраны.Бензодиазепины (BZ, красный прямоугольник) связываются на границе раздела субъединиц α1 / 2/3/5 и γ2. (B) Все субъединицы имеют общую топологию, включая внеклеточный N-концевой домен (NT), короткий C-концевой хвост (CT) и четыре трансмембранные области (M1-4), которые составляют трансмембранный домен. M2 (синий) способствует формированию поры ионного канала рецептора, в то время как большой цитоплазматический домен между M3 и M4 (CD) содержит сайты для белковых взаимодействий и посттрансляционных модификаций, которые модулируют функцию канала и / или транспорт: выравнивание аминокислотных остатков крысы и человеческий α5 CD с радиксин-связывающим доменом (выделенные оранжевым остатки, от Loebrich et al., 2006) и область взаимодействия с гефирином (выделенные зеленым остатки, из Brady and Jacob, 2015). (C) α5 GABA _A R внеклеточное представление с потенциальными комбинациями субъединиц. (D) Схема механизмов кластеризации α5 GABA _A R во внесинаптических и синаптических местах с радиксином и гефирином. Фосфорилированный радиксин взаимодействует с рецепторами и актином, тогда как при дефосфорилировании радиксина N-концевой FERM и C-концевой F-актин связывающие домены взаимодействуют и образуют неактивные мономеры или димеры.

Ранний фармакологический анализ показал, что α5 ГАМК гиппокампа крысы и человека _A R имеют характеристики α5β3γ2 (Sur et al., 1998). Однако последовательная иммунопреципитация из ткани гиппокампа показала, что гетеромеры α1 / α5 составляют приблизительно 9% от гетеромеров α1 GABA _A R, а гетеромеры α2 / α5 составляют около 20% популяции α2 в гиппокампе (Araujo et al., 1999; del. Рио и др., 2001). Более поздний масс-спектрометрический анализ аффинно очищенных α5 GABA _A Rs из гиппокампа мыши подтвердил ассоциацию α5 с α1–3, β1–3, а также с изоформами γ2S и γ2L (Ju et al., 2009). Недавнее сравнение α5β1–3γ2L GABA _A R в клетках HEK, совместно культивируемых с нейронами, выявило устойчивые ингибирующие постсинаптические токи (IPSC) с медленными скоростями распада и специфическими изоформными эффектами фармакологических ингибиторов (Chen et al., 2017). Важно, что в смешанной альфа-субъединице GABA _A Rs, по-видимому, происходит преимущественная сборка α5 и γ2 вместе, генерируя сайт связывания бензодиазепина с фармакологией α5-субъединицы (Araujo et al., 1999; del Río et al., 2001). Таким образом, для смешанного α5 ГАМК _A R другая альфа-субъединица по существу фармакологически неактивна в отношении бензодиазепинов и других лекарственных средств, связывающих интерфейс альфа / гамма-субъединиц (т.е.е., «Z-препараты» для лечения бессонницы золпидем, зопиклон, залеплон). Мутация остатка h205 субъединицы α5, ключевого остатка субъединицы альфа, необходимого для образования сайта связывания бензодиазепина с субъединицей γ2, привела к перемещению субъединиц α5 h205R в фармакологически неактивное местоположение субъединицы альфа (Balic et al., 2009). Интересно, что наш недавний масс-спектрометрический анализ выявил специфическое увеличение количества α5βγ2-содержащих рецепторов в коре головного мозга после инъекции диазепама, что согласуется с воздействием бензодиазепина, приводящим к модификации состава GABA _A R и потенциальным лекарственным эффектам через пластичность α5 (Lorenz-Guertin et al., 2019).

Сотовая связь и локализация цепей

Субклеточная локализация

Споры относительно субклеточной локализации α5 GABA _A R в литературе отразили дебаты о его функциональном влиянии на ГАМКергическую нейротрансмиссию. Из-за их первоначальной идентификации в качестве ключевого генератора тонического тока гиппокампа (Caraiscos et al., 2004; Glykys and Mody, 2006; Bonin et al., 2007), α5-ГАМК _A R обычно считались внесинаптическими рецепторами, несмотря на более ранние доказательства. для синаптической кластеризации на дендритах и ​​начальном сегменте аксона (Brünig et al., 2002; Кристи и де Блас, 2002 г .; Серванский и др., 2006). α5 ГАМК _A Rs преимущественно опосредуют тоническое ингибирование в пирамидных нейронах CA3 и CA1 гиппокампа, кортикальных нейронах (слой 5) и вносят вклад в тоническое ингибирование в гранулярных клетках зубчатой ​​извилины (Glykys et al., 2008; Herd et al., 2008) . Иммуноцитохимия указывает на обширное внесинаптическое присутствие α5 ГАМК _A Rs (Brünig et al., 2002; Crestani et al., 2002). Однако этот подтип рецепторов уникален тем, что демонстрирует кластеризацию поверхности во внесинаптических местах, а не равномерно диффузное внесинаптическое распределение.Области внутри большого цитоплазматического домена между M3 и M4 регулируют субклеточную кластеризацию α5 GABA _A Rs посредством взаимодействий с каркасами радиксина и гефирина (Figure 1D). Внесинаптическая кластеризация обеспечивается радиксином, членом семейства эзрин / радиксин / моэзин (ERM), который связывает актин с плазматической мембраной (Loebrich et al., 2006). Фосфорилированный радиксин прикрепляет рецепторы α5βγ2 к актиновому цитоскелету, в конечном итоге снижая скорость диффузии и концентрируя активность каналов вдали от окончаний аксонов (Hausrat et al., 2015). Обработка ГАМК способствует фосфорилированию радиксина и удержанию α5 ГАМК _A Rs внесинаптически, в то время как AMPA, лиганд ионотропных рецепторов глутаматергического типа GluA, приводит к дефосфорилированию, увеличению синаптических рецепторов α5-субъединиц и увеличению медленно распадающихся миниатюрных IPSC МПСК). Дальнейшее подтверждение специфического вклада α5 GABA _A Rs в медленно распадающиеся IPSCs наблюдается на ранних этапах развития нервной системы во время переключения с α5 на α1 и экспрессию субъединицы α3 (Pangratz-Fuehrer et al., 2016). Важные области дальнейших исследований включают оценку уровня и роли α5 GABA _A R, связанных с радиксином или гефирином, в развивающемся и взрослом мозге, а также механизмы пластичности, регулирующие эти взаимодействия.

Функциональные исследования показывают, что субъединица α5 также важна для фазовых событий, включая: спонтанные тормозные постсинаптические токи (sIPSC), вызванные IPSC (eIPSC) и GABA _{медленные IPSC} (Collinson et al., 2002; Prenosil et al., 2006; Zarnowska) и другие., 2009; Варгас-Кабальеро и др., 2010). В соответствии с синаптической ролью α5-ГАМК _A Rs, мы продемонстрировали, что субъединица α5 напрямую взаимодействует с гефириновым синаптическим каркасом, при этом примерно половина поверхностных α5-ГАМК _A Rs синаптически локализуется в течение первых 3 недель развития цепи ( Брэди и Джейкоб, 2015). В исследованиях слежения за отдельными частицами измерялось уменьшение диффузии поверхностных α5-ГАМК _A Rs в синапсах (Renner et al., 2012), и аналогично другим синаптическим рецепторам, α5-ГАМК _A Rs показали увеличение диффузии при лечении негативным модулятором DMCM (Lévi и другие., 2015). Необходимы дальнейшие исследования для определения как острых, так и продолжительных эффектов α5, предпочитающих препараты GABA _A R, на диффузионные свойства рецепторов и стабильность поверхности.

Тип ячейки и выражение, специфичное для ввода

α5 ГАМК _A Rs демонстрируют специфическую для входа синаптическую локализацию и функцию в различных областях мозга как для пирамидных клеток, так и для интернейронов. Недавняя работа демонстрирует предпочтительную локализацию α5 GABA _A Rs в ингибирующих синапсах на дендритах соматостатин-экспрессирующих интернейронов в CA1, на которые нацелены вазоактивный кишечный пептид и кальретинин-положительные интернейроны (Magnin et al., 2019). Соматостатиновые интернейроны и NO-синтаза-положительные нейроглиоформные клетки нацелены на α5-ГАМК _A Rs на дендритах пирамидных нейронов CA1 гиппокампа для генерации медленных IPSC (Schulz et al., 2018). Важно отметить, что эти выпрямляющие наружу α5-ГАМК _A R генерируют больший гиперполяризующий ток при слегка деполяризованных мембранных потенциалах, тем самым оказывая большое влияние на активацию NMDA-рецепторов и запуск потенциала действия в пирамидных нейронах. В кортексе пирамидные клетки обнаруживают дендритно локализованные α5 GABA _A Rs на сайтах, иннервируемых битафтированными интернейронами (класс положительных нейронов SST; Ali and Thomson, 2008).Недавнее исследование экспрессии генов префронтальной коры головного мозга человека и мыши показало, что большая часть α5-ГАМК _A R находится в пирамидных клетках, за которыми следуют парвальбуминовые интернейроны (Hu et al., 2018). Интересно, что мРНК α5 GABA _A R однозначно экспрессируется в интернейронах SST человека, хотя и на низком уровне. Поскольку дефицит как ГАМКергической передачи сигналов, так и передачи сигналов SST (Fuchs et al., 2017) был идентифицирован как вклад в большое депрессивное расстройство, эти данные предполагают, что положительная модуляция α5 ГАМК _A R может иметь терапевтическое действие с помощью нескольких механизмов.Очевидно, что улучшение понимания субклеточного (внесинаптического или синаптического) подтипа GABA _A R, а также локализации и функции, специфичных для контуров, являются критическими областями текущих исследований и будущих фармакологических разработок (обзор в Engin et al., 2018).

Функциональная роль α5 GABA

Возбудимость нейронов, обучение и память

Генетические и фармакологические исследования на грызунах демонстрируют, что α5 ГАМК _A R играют ключевую роль в процессах обучения и памяти (см. Обзор Martin et al., 2009а). Двумя основными моделями мышей, использованными для изучения вклада α5 ГАМК _A R в когнитивные процессы, являются мыши с нокаутом субъединицы α5 ( Gabra5 ^{– / –} ) и мыши с точечной мутацией α5h205R. Хотя изначально они были созданы для того, чтобы сделать рецепторы α5 нечувствительными к бензодиазепинам, мыши α5h205R также имеют снижение уровня белка α5 в гиппокампе на 25% (Crestani et al., 2002). Как описано ранее, мыши Gabra5, , ^{– / –} показали снижение различных типов фазных токов GABA _A R и тонического тока.Поведенчески повышенная возбудимость пирамидных нейронов гиппокампа Gabra5 ^{– / –} коррелировала с улучшенными характеристиками пространственного обучения (Collinson et al., 2002), хотя более поздние исследования не смогли воспроизвести этот результат (Cheng et al. ., 2006; Мартин и др., 2009б). Однако как мыши Gabra5, , ^{– / –} , так и α5h205R демонстрируют усиленное кондиционирование следа страха, задачу обучения гиппокампа, при этом выполняя аналогично мышам дикого типа в тесте кондиционирования страха с указанием указателя, который полагается на миндалевидное тело, гиппокамп и кору головного мозга. (Crestani et al., 2002; Martin et al., 2009b). Долгосрочная потенциация (ДП), клеточный коррелят обучения и памяти, сдерживается GABA _A R-опосредованным ингибированием. Gabra5 ^{– / –} мышей обнаруживали пониженный порог индукции LTP при стимуляции 10-20 Гц (Martin et al., 2010). Кроме того, мыши Gabra5, , ^{– / –} показали большую мощность вызванных каинатом колебаний гамма-частоты (Towers et al., 2004), а нокаут дельта- и α5-субъединиц приводил к спонтанным гамма-колебаниям в CA3 (Glykys et al., 2008). Гамма-осцилляции возникают в ряде когнитивных состояний, включая обработку памяти, считается, что они поддерживают нейронное кодирование экологической информации и нарушаются при некоторых психических расстройствах (обзор у Lisman and Buzsáki, 2008). Таким образом, снижение ингибирования α5 может улучшить обучение и память за счет усиленного возбуждения нейронов и осцилляторной активности сети.

Развитие

В отличие от их ингибирующей роли в зрелой нервной системе, GABA _A Rs могут способствовать возбуждению во вновь формирующихся цепях, позволяя оттоку хлоридов вызывать деполяризацию мембран, которая способствует проникновению кальция, разрастанию дендритов, синаптогенезу и отключению глутаматергических синапсов (см. Бен-Ари и др., 2007). α5 GABA _A R особенно хорошо подходят для моделирования раннего развития цепи гиппокампа из-за исключительно высокой экспрессии, которая достигает пика в первые две постнатальные недели (Liu et al., 1998; Ramos et al., 2004; Yu et al., 2014). ; Bader et al., 2017), а также локализация рецепторов как во внесинаптических, так и в синаптических сайтах. В течение первой постнатальной недели тонические токи α5 усиливают возбудимость клеток и синаптическую активность, способствуя индукции гигантских деполяризующих потенциалов, которые важны для раннего созревания сети (Ben-Ari, 2002; Marchionni et al., 2007). Важно, что ГАМКергическая активация формирования цепей также происходит с новорожденными нейронами, интегрирующимися в сети в мозге взрослых млекопитающих in vivo (Ge et al., 2006). Несколько фармакологических и генетических исследований in vitro подтвердили роль α5-ГАМК _A R в развитии дендритов. Культивированные нейроны гиппокампа, обработанные α5-специфическим отрицательным аллостерическим модулятором (NAM; RY-80), демонстрировали пониженное ветвление дендритов и пониженную экспрессию субъединицы GluA2 рецептора глутамата AMPA-типа (Giusi et al., 2009). Чтобы исследовать роль α5 GABA _A Rs в возникающих цепях, мы генетически манипулировали связыванием α5 с гефирином, увеличивая или уменьшая соотношение внесинаптических / синаптических α5 GABA _A Rs (Brady and Jacob, 2015). Интересно, что уменьшение синаптического α5 GABA _A Rs способствовало разрастанию дендритов за счет созревания дендритных шипов в нейронах гиппокампа. В соответствии с этими выводами недавняя работа показала, что делеция одной клетки Gabra5 в зернистых клетках зубчатой ​​извилины взрослых рожденных вызвала серьезные изменения миграции и развития дендритов (Deprez et al., 2016). Дальнейшие исследования необходимы для выяснения специфической роли субъединицы α5 в архитектуре дендритов, как во время развития, так и в нейрогенезе взрослых.

Генетические заболевания с измененной α5 ГАМК

Хотя резкое снижение α5 ГАМК _A Rs продемонстрировало потенциал для улучшения познания и памяти, дальнейшие исследования как на мышах, так и на людях связывают долгосрочное снижение со значительными патологиями. Пониженные уровни α5 ГАМК _A R, функции или взаимодействия белков наблюдались у пациентов с нарушениями развития нервной системы, включая умственную отсталость, эпилепсию и аутизм.Общие состояния среди этих расстройств включают когнитивные нарушения, повышенную тревожность, поведение, связанное с аутизмом, нарушения сна и предрасположенность к эпилепсии. Аналогичные поведенческие изменения и патологии наблюдаются на моделях мышей, включая мышей Gabra5 ^{– / –} (Zurek et al., 2016; Mesbah-Oskui et al., 2017), мышей модели синдрома ломкой Х ( Fmr1 ^{– / –} мышей, Bakker and Oostra, 2003) и другие мышиные модели РАС (обзор в Kazdoba et al., 2016). Fmr1 ^{– / –} мышей обнаруживают подавление α5 ГАМК _A R и дефицит тонического ингибирования (Curia et al., 2009). Последующие исследования мышей α5h205R выявили поведенческие изменения, включая гиперактивность и нарушение кодирования воспоминаний о местоположении объекта (Hauser et al., 2005; Prut et al., 2010), хотя некоторые поведенческие изменения могут быть отнесены к перестройкам порядка субъединиц в смешанной альфа-субъединице ГАМК. _A R (см. Ранее Состав).

Наиболее часто встречающиеся локусы хромосомных аномалий у пациентов с РАС обнаруживаются в q11.2–13 на хромосоме 15 (Hogart et al., 2010). Среди генов в этой области есть субъединицы α5, β3 и γ3. Исследование экзома пациента с аутизмом выявило мутации, включая α5G113A (NT), α5V204I (NT), и мутации во внесинаптическом якорном радиксине: T516I, P471T, D197H, A496V (Zurek et al., 2016). Секвенирование экзома пациентов со спорадической генетической эпилепсией выявило мутации α5V204I (NT), α5W280R (M1), α5S402A (CD) и α5P453L (CT) (Hernandez et al., 2016). Рекомбинантные исследования этих мутантных α5β3γ2 GABA _A Rs показали отсутствие выраженных изменений поверхностных или общих уровней α5, в то время как функциональные недостатки варьировались от снижения токов и дефектов стробирования до измененной активации и дезактивации каналов.Мутация V294L (M2, спираль, выстилающая поры), выявленная у пациента с тяжелой эпилепсией с ранним началом и задержкой развития, показала рецепторы с 10-кратной большей чувствительностью к ГАМК, хотя максимальные токи ГАМК были уменьшены за счет повышенной десенсибилизации рецепторов (Butler et al., 2018 ). Пилотное исследование ПЭТ-визуализации пациентов с аутизмом с предпочтительным индикатором α5 [11C] Ro15-4513 выявило снижение связывания α5 во многих областях мозга (Mendez et al., 2013), в то время как другое недавнее исследование показало изменения в задаче восприятия, чувствительной к ГАМК, без различий. в связывании (Horder et al., 2018). Поскольку в обоих исследованиях не было генетической информации, это говорит о том, что дальнейшее тестирование со стратификацией пациентов по данным экзома может дать более глубокое понимание. Несмотря на то, что это генетически гетерогенное заболевание, потенциальная полезность основанного на механизме фармакологического лечения РАС с помощью GABA _A R подтверждается общими патологиями как у пациентов, так и у связанных моделей мышей.

α5 ГАМК

NAM, которые избирательно снижают α5-ГАМК. _{Функция} R активно используется для потенциальной разработки улучшающих когнитивные функции или «умных» лекарств.Ниже представлена ​​подборка NAM α5 GABA _A R: L-655,708, α5IA, Ro15-4513, MRK-016, RO4938581 и RY-80 (обзор в Clayton et al., 2015; Sieghart and Savic, 2018) . Важно отметить, что α5 NAM не проявляют судорожной или проконвульсантной активности более общих NAM субъединиц альфа, обладают хорошей пероральной биодоступностью и легко преодолевают гематоэнцефалический барьер (обзор Atack, 2011). В отличие от NAM, которые действуют через сайт связывания бензодиазепина GABA _A R, S44819 недавно был идентифицирован как конкурентный антагонист GABA на α5 GABA _A R и показал аналогичные прогностические эффекты, как NAM: блокирование α5-GABA _A R тонический ток, усиливающий ДП, обращающий вспять вызванное скополамином нарушение пространственной рабочей памяти и улучшающий память распознавания объектов (Ling et al., 2015; Etherington et al., 2017). Наконец, недавние данные о благотворном влиянии положительных аллостерических модуляторов (PAM) на когнитивные функции мозга пожилых людей, аутизм, депрессию и шизофрению способствовали разработке лекарств α5 PAM. Выбор PAM, предпочитающих α5, включает SH-053-R-Ch4-2′F, MP-III-022 и GL-II-73 (Sieghart and Savic, 2018; Prevot et al., 2019). Потенциальные терапевтические применения для α5, предпочитающего NAM и PAM, обсуждаются ниже с акцентом на специфическое использование ЦНС (Таблица 1), хотя остаются важные оставшиеся вопросы как для in vivo, специфичности, так и для селективности подтипа рецепторов, как было недавно рассмотрено (Sieghart and Savic, 2018). .

Таблица 1 . Сводная таблица субъединицы α ₅ , содержащей рецептор ГАМК типа A (α5 ГАМК _A R), нацеленные на лекарственные средства и потенциальное применение.

NAM α5 GABA

Познание

Способность α5, предпочитающего NAM, улучшать обучение и память у грызунов, является решающим доказательством важности α5 GABA _A R в этих процессах (Chambers et al., 2002, 2003; Street et al., 2004). Α5 NAM L-655,708, который демонстрирует примерно 50–100-кратную селективность в отношении α5 GABA _A Rs, снижает тоническое ингибирование, увеличивает LTP, улучшает работу в водном лабиринте Морриса и генерирует спонтанные гамма-колебания в области CA3 гиппокампа. (Caraiscos et al., 2004; Atack et al., 2006; Glykys et al., 2008). Однако анксиогенная активность и фармакокинетика (обзор в Atack, 2011) препятствовали его использованию у людей. Хотя α5IA не был анксиогенным и уменьшал вызванное этанолом нарушение обучения у молодых добровольцев, длительное применение предотвращалось из-за токсичности высоких доз почек (Atack, 2010).MRK-016 показал прогонитивную эффективность и не был анксиогенным; плохая переносимость соединения у пожилых людей остановила дальнейшее клиническое развитие (Atack et al., 2009). Усилия по разработке клинически успешной α5 NAM продолжаются.

Расстройства развития

Мыши с синдромом Дауна (Ts65Dn) демонстрируют когнитивные нарушения из-за чрезмерного ГАМКергического ингибирования. Острое лечение с помощью α5IA устранило дефицит распознавания новых объектов и пространственного обучения и помогло восстановить дефицит экспрессии немедленных ранних генов во время обработки памяти (Braudeau et al., 2011). Хотя у мышей Ts65Dn не наблюдается значительных изменений в уровнях α5-ГАМК _A R (Deidda et al., 2015), все больше доказательств указывает на то, что повышенная активность α5-ГАМК _A R является важным патологическим компонентом, поскольку генетическое устранение α5-ГАМК _A Rs частично спасает обучение, LTP и нейроморфологические изменения (Vidal et al., 2018). Кроме того, недавнее исследование выявило специфическое увеличение дендритного ингибирования GABA _A R у мышей Ts65Dn, которое привело к снижению активации NMDAR и нарушению LTP, которое можно было восстановить с помощью лечения α5 NAM (Schulz et al., 2019). Rdx ^{– / –} мыши имеют повышенное ГАМКергическое ингибирование за счет повышения синаптических уровней α5, нарушения кратковременной памяти и обратного дефицита обучения, причем последний улучшается при лечении α5IA (Hausrat et al., 2015). Впоследствии идентифицированный α5 NAM RO4938581 с высоким сродством и эффективностью в отношении α5 GABA _A Rs по сравнению с α1–3 GABA _A Rs (Ballard et al., 2009) продемонстрировал эффективность у мышей Ts65Dn в улучшении пространственной памяти, обращении LTP дефицит и восстановление нейрогенеза при одновременном снижении гиперактивности и повышенной плотности ГАМКергических бутонов гиппокампа (Martínez-Cué et al., 2013). Хотя эти фармакологические успехи привели к клиническому исследованию фазы II для родственного соединения RG1662 (Hoffman-La Roche) у пациентов с синдромом Дауна, исследование не соответствовало первичным и вторичным конечным точкам улучшения когнитивных функций и функций.

Легкое когнитивное нарушение, вызванное воспалением, и блокада памяти после анестезии

Повышенное системное воспаление, вызванное патологическими событиями, такими как инсульт, инфекция и черепно-мозговая травма, связано с проблемами памяти во время восстановления после первоначального инсульта.В модели острого воспаления повышенный ток тонического α5 GABA _A R и поверхностные уровни посредством передачи сигналов P38 MAPK были центральными для создания индуцированного воспалением дефицита памяти (Wang et al., 2012). Важно отметить, что эти вызванные воспалением нарушения памяти отсутствовали у мышей Gabra5 ^{– / –} и могли быть заблокированы обработкой α5 NAM L-655,708 или MRK-016. Аналогичным образом, после травмы, вызванной инсультом, тоническое угнетение усиливается в периинфарктной зоне, и лечение L-655,708 через 3 дня после инсульта увеличивает функциональное восстановление (Clarkson et al., 2010). У мышей Gabra5 ^{– / –} также наблюдалось улучшенное восстановление моторики после инсульта. Устойчивая активация α5 ГАМК _A Rs также показана при блокаде памяти после анестезии (Zurek et al., 2014). Как инъекционный анестетик, этомидат, так и вдыхаемый анестетик изофлуран увеличивают тоническую проводимость α5 ГАМК _A R, способствуя амнестическим свойствам этих препаратов (Cheng et al., 2006; Martin et al., 2009b; Saab et al., 2010). Фармакологическое ингибирование α5 ГАМК _A Rs снижает анестезирующее усиление ГАМК _A Rs (Lecker et al., 2013) и восстанавливает память распознавания у мышей после анестезии. Недавнее исследование возрастной эффективности L-655,708 показало, что лечение α5 NAM до или после анестезии восстанавливает пространственное обучение и память у молодых крыс, в то время как у старых крыс улучшение наблюдается только при лечении α5 NAM до анестезии (Zhao et al., 2019) . Важно отметить, что низкие дозы изофлурана подавляли мРНК α5 в стареющих нейронах гиппокампа, но повышали уровень мРНК α5 в нейронах молодых животных. Это говорит о том, что для улучшения блокады памяти после анестезии у молодых и молодых людей потребуются разные подходы.пожилые люди.

PAM α5 GABA

Расстройства нервного развития

Мышиные модели нарушений развития нервной системы, которые проявляются с недостаточным подавляющим тонусом, показывают улучшение с положительными модуляторами передачи сигналов GABA _A R. В модели синдрома Драве на мышах Scn1a +/- тяжелый синдром детской эпилептической энцефалопатии с гиперактивностью и аутизмом, аномальное социальное поведение и дефицит памяти о страхе были спасены после лечения бензодиазепином, клоназепамом (Han et al., 2014). В модели мышей с РАС с пониженным ингибированием, опосредованным GABA _A R, у мыши BTBR T + tf / J, α2,3 и 5 PAM L-838,417 улучшился дефицит социального взаимодействия, повторяющегося поведения и пространственного обучения (Han и др., 2014).

Легкое когнитивное нарушение в пожилом возрасте

Хотя α5 ГАМК _A R NAM улучшают память у молодых грызунов, оказывается, что положительная модуляция может быть более терапевтической для стареющего мозга, ослабленного избыточной активностью. В частности, при таких расстройствах, как болезнь Альцгеймера, которые характеризуются перевозбуждением (Ambrad Giovannetti and Fuhrmann, 2019), улучшение когнитивных функций может быть достигнуто за счет снижения патологической возбудимости, как это наблюдалось с одобренным FDA антагонистом NMDAR мемантином.Кроме того, появляется все больше свидетельств общего снижения ГАМКергического ингибирующего тонуса у стареющих людей, обезьян и грызунов (Rozycka and Liguz-Lecznar, 2017; Lissemore et al., 2018). С этой новой точки зрения подход, сфокусированный на α5 GABA _A R PAM (соединение 44), выявил улучшенную гиппокампально-зависимую память у старых крыс с когнитивными нарушениями (Koh et al., 2013).

Депрессия и шизофрения

Другая важная неудовлетворенная потребность, в которой может быть применима фармакотерапия α5 ГАМК _A Rs PAM, – это разработка новых быстродействующих антидепрессантов.Большинство современных антидепрессантов действуют на моноаминергические системы и обладают умеренной терапевтической эффективностью после приема доз в течение нескольких недель. Значительные доказательства связывают ГАМКергический дефицит с большими депрессивными расстройствами (БДР) (Luscher et al., 2011). Исследование антидепрессивной активности α5 PAM SH-053-2’F-R-Ch4 показало снижение стресса у самок мышей как при остром, так и при хроническом лечении (Piantadosi et al., 2016). Хотя самцы мышей не ответили на лечение PAM, они также не смогли продемонстрировать повышенную регуляцию экспрессии гена Gabra5 после непредсказуемого хронического легкого стресса, наблюдаемого у самок мышей.Этот конкретный PAM также был способен обратить вспять патологическое увеличение дофаминергической активности в MAM-модели шизофрении (Gill et al., 2011). GL-II-73, недавно разработанный α5, предпочитающий PAM, показал анксиолитическую и антидепрессивную эффективность, обращая вспять вызванный стрессом и возрастной дефицит рабочей памяти как у самцов, так и у самок мышей (Prevot et al., 2019). В некоторой степени противоречащие этим данным и гипотезе дефицита ГАМК при БДР, α5 NAM также продемонстрировал быстрое антидепрессивное действие у мышей, возможно, через кетамин-подобные механизмы растормаживания (Fischell et al., 2015; Занос и др., 2017).

Заключение

Благодаря уникальной физиологии и фармакологии α5 ГАМК _A Rs, эти рецепторы подвергаются тестированию в качестве средств лечения нарушений развития нервной системы, легких когнитивных нарушений, депрессии и шизофрении. Недавние крио-ЭМ исследования гетеропентамерных синаптических GABA _A Rs и связывания GABA, антагонистов и бензодиазепинов должны способствовать дальнейшему развитию дизайна лекарств на основе специфической структуры подтипа α5. Несмотря на прогресс в понимании нейробиологии α5 GABA _A R, сравнительно мало известно о механизмах, которые регулируют транспортировку α5 GABA _A R, стабильность и как синаптическую, так и внесинаптическую кластеризацию.Более того, понимание пластичности α5 ГАМК _A R, происходящей от эндогенных сигнальных механизмов и от лекарственного лечения в развивающемся, зрелом и стареющем мозге, будет необходимо для эффективного и безопасного продвижения терапевтического применения препаратов, предпочитающих α5 ГАМК _A R.

Авторские взносы

TJ подготовил рисунок, таблицу и написал рукопись.

Финансирование

Работа поддержана Национальным институтом психического здоровья (NIMH) 1R01Mh214908-01A1.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Али, А. Б., и Томсон, А. М. (2008). Синаптические рецепторы GABA _A , содержащие субъединицу α5, опосредуют IPSP, вызываемые предпочтительными дендритами клетками в неокортексе крысы. Cereb. Cortex 18, 1260–1271. DOI: 10.1093 / cercor / bhm160

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Амбрад Джованнетти, Э., и Фурманн, М. (2019). Неконтролируемое возбуждение: ГАМКергические дисфункции при болезни Альцгеймера. Brain Res. 1707, 216–226. DOI: 10.1016 / j.brainres.2018.11.042

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Араухо Ф., Руано Д. и Виторика Дж. (1999). Нативные рецепторы типа A γ-аминомасляной кислоты из гиппокампа крысы, содержащие как α 1, так и α 5 субъединицы, демонстрируют единственный бензодиазепиновый сайт связывания с α 5 фармакологическими свойствами. Дж.Pharmacol. Exp. Ther. 290, 989–997.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Атак, Дж. Р. (2010). Доклиническая и клиническая фармакология селективного обратного агониста α5IA подтипа рецептора GABA _A α5. Pharmacol. Ther. 125, 11–26. DOI: 10.1016 / j.pharmthera.2009.09.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Атак, Дж. Р. (2011). ГАМК _{Селективные к подтипу модуляторы рецептора} : II. α5-селективные обратные агонисты для улучшения когнитивных функций. Curr. Верхний. Med. Chem. 11, 1203–1214. DOI: 10.2174 / 156802611795371314

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Атак, Дж. Р., Бейли, П. Дж., Сибрук, Г. Р., Ваффорд, К. А., Маккернан, Р. М., и Доусон, Г. Р. (2006). L-655,708 усиливает познавательные способности у крыс, но не вызывает проконвульсант в дозе, селективной для рецепторов ГАМК _A , содержащих α5. Нейрофармакология 51, 1023–1029. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2006.04.018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Атак, Дж.Р., Маубах, К. А., Ваффорд, К. А., О’Коннор, Д., Родригес, А. Д., Эванс, Д. К. и др. (2009). In vitro и in vivo свойства 3-трет-бутил-7- (5-метилизоксазол-3-ил) -2- (1-метил-1H-1,2,4-триазол-5-илметокси) – пиразоло [1,5-d] – [1,2,4] триазин (MRK-016), селективный обратный агонист рецептора α5 подтипа GABA _A . J. Pharmacol. Exp. Ther. 331, 470–484. DOI: 10.1124 / jpet.109.157636

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бадер, Б.М., Стедер А., Кляйн А. Б., Фрёунд Б., Шредер О. Х. У. и Йенсен А. А. (2017). Функциональная характеристика GABA _{Опосредованная рецептором} модуляция активности кортикальной нейронной сети в записях массива микроэлектродов. PLoS One 12: e0186147. DOI: 10.1371 / journal.pone.0186147

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Балич, Э., Рудольф, У., Фритчи, Ж.-М., Молер, Х., Бенке, Д. (2009). Мутация α5 (h205R) нарушает свойства избирательного связывания α5 за счет изменения положения субъединицы α5 в рецепторах GABA _A , содержащих два различных типа субъединиц α. J. Neurochem. 110, 244–254. DOI: 10.1111 / j.1471-4159.2009.06119.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ballard, T. M., Knoflach, F., Prinssen, E., Borroni, E., Vivian, J. A., Basile, J., et al. (2009). RO4938581, новый усилитель познавательной способности, действующий на рецепторы, содержащие субъединицу GABA _A α5. Психофармакология 202, 207–223. DOI: 10.1007 / s00213-008-1357-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бен-Ари, Ю., Гайарса, Дж. Л., Тизио, Р., Хазипов, Р. (2007). ГАМК: первый передатчик, который возбуждает незрелые нейроны и генерирует примитивные колебания. Physiol. Ред. 87, 1215–1284. DOI: 10.1152 / Physrev.00017.2006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бонин Р. П., Мартин Л. Дж., Макдональд Дж. Ф. и Орсер Б. А. (2007). Рецепторы α5GABA _A регулируют внутреннюю возбудимость пирамидных нейронов гиппокампа мыши. J. Neurophysiol. 98, 2244–2254. DOI: 10.1152 / jn.00482.2007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брэди, М. Л., и Джейкоб, Т. К. (2015). Синаптическая локализация α5-ГАМК _A рецепторов через взаимодействие с гефирином регулирует дендритный отросток и созревание шипов. Dev. Neurobiol. 75, 1241–1251. DOI: 10.1002 / dneu.22280

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Браудо, Дж., Дофино, Л., Duchon, A., Loistron, A., Dodd, R.H., Hérault, Y., et al. (2011). Хроническое лечение промнезантным ГАМК-А α5-селективным обратным агонистом увеличивает экспрессию немедленных ранних генов во время обработки памяти у мышей и исправляет уровни их экспрессии на мышиной модели с синдромом Дауна. Adv. Pharmacol. Sci. 2011: 153218. DOI: 10.1155 / 2011/153218

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брюниг И., Скотти Э., Сидлер К. и Фритчи Дж. М. (2002).Интактная сортировка, нацеливание и кластеризация подтипов рецепторов γ-аминомасляной кислоты A в нейронах гиппокампа in vitro . J. Comp. Neurol. 443, 43–55. DOI: 10.1002 / cne.10102

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Батлер, К. М., Муди, О. А., Шулер, Э., Кориелл, Дж., Александер, Дж. Дж., Дженкинс, А. и др. (2018). Варианты De novo в GABRA2 и GABRA5 изменяют функцию рецептора и способствуют раннему началу эпилепсии. Мозг 141, 2392–2405. DOI: 10.1093 / brain / awy171

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Караискос, В. Б., Эллиотт, Э. М., Ю-Тен, К. Э., Ченг, В. Ю., Белелли, Д., Ньюэлл, Дж. Г. и др. (2004). Тоническое подавление в пирамидных нейронах CA1 гиппокампа мышей опосредуется рецепторами типа A γ-аминомасляной кислоты, содержащими α5-субъединицу. Proc. Natl. Акад. Sci. U S A 101, 3662–3667. DOI: 10.1073 / pnas.0307231101

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чемберс, М.С., Атак, Дж. Р., Бромидж, Ф. А., Бротон, Х. Б., Кук, С., Доусон, Г. Р. и др. (2002). 6,7-Дигидро-2-бензотиофен-4 (5H) -оны: новый класс обратных агонистов рецептора ГАМК-A α5. J. Med. Chem. 45, 1176–1179. DOI: 10.1021 / jm010471b

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чемберс, М.С., Атак, Дж. Р., Бротон, Х. Б., Коллинсон, Н., Кук, С., Доусон, Г. Р. и др. (2003). Идентификация нового селективного обратного агониста рецептора GABA _A α5, который улучшает познавательные способности. J. Med. Chem. 46, 2227–2240. DOI: 10.1021 / jm020582q

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, X., Керамидас, А., и Линч, Дж. У. (2017). Физиологические и фармакологические свойства ингибирующих постсинаптических токов, опосредованных рецепторами α5β1γ2, α5β2γ2 и α5β3γ2 GABA _A . Нейрофармакология 125, 243–253. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2017.07.027

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ченг, В.Ю., Мартин, Л. Дж., Эллиотт, Э. М., Ким, Дж. Х., Маунт, Х. Т., Таверна, Ф. А. и др. (2006). Рецепторы α5GABA _A опосредуют амнестические, но не седативно-снотворные эффекты этогоидата для общей анестезии. J. Neurosci. 26, 3713–3720. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.5024-05.2006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кристи, С. Б., и де Блас, А. Л. (2002). ГАМК _А рецепторы, содержащие субъединицу α5, образуют кластеры в ГАМКергических синапсах в культурах гиппокампа. Neuroreport 13, 2355–2358. DOI: 10.1097 / 00001756-200212030-00037

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кларксон, А. Н., Хуанг, Б. С., Масисаак, С. Е., Моди, И., и Кармайкл, С. Т. (2010). Снижение чрезмерного тонического подавления, опосредованного ГАМК, способствует функциональному восстановлению после инсульта. Природа 468, 305–309. DOI: 10.1038 / nature09511

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клейтон, Т., По, М.М., Раллапалли, С., Биават, П., Савич, М. М., Роулетт, Дж. К. и др. (2015). Обзор обновленного фармакофора для модели бензодиазепинового рецептора α 5 ГАМК _A . Внутр. J. Med. Chem. 2015: 430248. DOI: 10.1155 / 2015/430248

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коллинсон, Н., Куензи, Ф. М., Яролимек, В., Маубах, К. А., Котлифф, Р., Сур, К., и др. (2002). Улучшение обучения и памяти и измененная ГАМКергическая синаптическая передача у мышей, лишенных субъединицы α5 рецептора ГАМК _А . J. Neurosci. 22, 5572–5580. DOI: 10.1523 / jneurosci.22-13-05572.2002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Crestani, F., Keist, R., Fritschy, J. M., Benke, D., Vogt, K., Prut, L., et al. (2002). Обусловленность следа страха включает в себя рецепторы α ₅ GABA _A гиппокампа. Proc. Natl. Акад. Sci. U S A 99, 8980–8985. DOI: 10.1073 / pnas.142288699

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Курия, Г., Папуин, Т., Сегела, П., и Аволи, М. (2009). Подавление тонического ГАМКергического ингибирования на мышиной модели синдрома ломкой Х-хромосомы. Cereb. Cortex 19, 1515–1520. DOI: 10.1093 / cercor / bhn159

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дейдда, Г., Паррини, М., Наскар, С., Бозарт, И. Ф., Контестабиле, А., и Канседда, Л. (2015). Обращение возбуждающей GABA _A передачи сигналов восстанавливает синаптическую пластичность и память в мышиной модели синдрома Дауна. Nat. Med. 21, 318–326. DOI: 10,1038 / нм. 3827

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

дель Рио, Дж. К., Араухо, Ф., Рамос, Б., Руано, Д., и Виторика, Дж. (2001). Преобладание между различными α-субъединицами, выполняющими сайты связывания бензодиазепина в нативных гетерологичных рецепторах GABA _A , содержащих субъединицу α2. J. Neurochem. 79, 183–191. DOI: 10.1046 / j.1471-4159.2001.00551.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Депрез, Ф., Vogt, F., Floriou-Servou, A., Lafourcade, C., Rudolph, U., Tyagarajan, S.K, et al. (2016). Частичная инактивация рецепторов ГАМК _и , содержащих субъединицу α5, влияет на развитие зернистых клеток зубчатой ​​извилины у взрослых. Eur. J. Neurosci. 44, 2258–2271. DOI: 10.1111 / ejn.13329

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Этерингтон, Л. А., Михалик, Б., Палвёльджи, А., Линг, И., Паллаги, К., Кертес, С., и др. (2017). Селективное ингибирование внесинаптических рецепторов α5-ГАМК _и новым терапевтическим агентом S44819. Нейрофармакология 125, 353–364. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2017.08.012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фишелл, Дж., Ван Дайк, А. М., Кварта, М. Д., Легейтс, Т. А., и Томпсон, С. М. (2015). Быстрое антидепрессивное действие и восстановление возбуждающей синаптической силы после хронического стресса за счет отрицательных модуляторов альфа5-содержащих рецепторов GABA _A . Нейропсихофармакология 40, 2499–2509. DOI: 10,1038 / Npp.2015.112

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фукс, Т., Джефферсон, С. Дж., Хупер, А., Йи, П. Х., Магуайр, Дж., И Люшер, Б. (2017). Торможение соматостатин-положительных ГАМКергических интернейронов приводит к анксиолитическому и антидепрессантоподобному состоянию мозга. Мол. Психиатрия 22, 920–930. DOI: 10.1038 / mp.2016.188

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ге, С., Го, Э. Л. К., Матрос, К. А., Китабатаке, Ю., Мин, Г.-Л. И Сонг, Х. (2006). ГАМК регулирует синаптическую интеграцию вновь образованных нейронов во взрослом мозге. Природа 439, 589–593. DOI: 10.1038 / nature04404

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гилл, К. М., Лодж, Д. Дж., Кук, Дж. М., Арас, С., и Грейс, А. А. (2011). Новый α5GABA _A R-положительный аллостерический модулятор обращает вспять гиперактивацию дофаминовой системы в MAM-модели шизофрении. Нейропсихофармакология 36, 1903–1911.DOI: 10.1038 / npp.2011.76

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джузи, Г., Фаччоло, Р. М., Ренде, М., Ало, Р., Ди Вито, А., Салерно, С., и др. (2009). Отдельные α-субъединицы рецептора GABA _A ответственны за раннюю активность, связанную с молчанием нейронов гиппокампа. Гиппокамп 19, 1103–1114. DOI: 10.1002 / hipo.20584

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гликис Дж., Манн Э. О. и Моди И.(2008). Какие субъединицы рецептора GABA _A необходимы для тонического торможения в гиппокампе? J. Neurosci. 28, 1421–1426. DOI: 10.1523 / jneurosci.4751-07.2008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гликис Дж. И Моди И. (2006). Гиперактивность сети гиппокампа после избирательного снижения тонического ингибирования у мышей с дефицитом субъединицы α5 рецептора GABA _A . J. Neurophysiol. 95, 2796–2807. DOI: 10.1152 / jn.01122.2005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хан, С., Тай, К., Джонс, К. Дж., Шойер, Т., и Кэттералл, В. А. (2014). Усиление ингибирующей нейротрансмиссии рецепторами GABA _A , имеющими α2,3-субъединицы, улучшает поведенческий дефицит на мышиной модели аутизма. Нейрон 81, 1282–1289. DOI: 10.1016 / j.neuron.2014.01.016

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хаузер Дж., Рудольф У., Кейст, Р., Мёлер, Х., Фелдон, Дж., И Йи, Б. К. (2005). Рецепторы GABA _A , содержащие субъединицу α5 гиппокампа, модулируют экспрессию предымпульсного торможения. Мол. Психиатрия 10, 201–207. DOI: 10.1038 / sj.mp.4001554

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хаусрат Т. Дж., Мухиа М., Герроу К., Томас П., Хирдес В., Цукита С. и др. (2015). Радиксин регулирует плотность синаптических рецепторов GABA _и и необходим для обратного обучения и кратковременной памяти. Nat. Commun. 6: 6872. DOI: 10.1038 / ncomms7872

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Херд, М. Б., Хейторнтвейт, А. Р., Розаль, Т. У., Ваффорд, К. А., Гоманикс, Г. Е., Ламберт, Дж. Дж. И др. (2008). Экспрессия изоформ β-субъединицы GABA _A в популяциях синаптических и внесинаптических рецепторов гранулярных клеток зубчатой ​​извилины мыши. J. Physiol. 586, 989–1004. DOI: 10.1113 / jphysiol.2007.146746

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эрнандес, К.К., Классен, Т. Л., Джексон, Л. Г., Гурба, К., Ху, Н., Ноебельс, Дж. Л. и др. (2016). Вредные редкие варианты выявляют риск потери функции рецептора GABA _A у пациентов с генетической эпилепсией и в общей популяции. PLoS One 11: e0162883. DOI: 10.1371 / journal.pone.0162883

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хогарт А., Ву Д., Ласалле Дж. М. и Шанен Н. К. (2010). Коморбидность аутизма с геномными нарушениями хромосомы 15q11.2-q13. Neurobiol. Дис. 38, 181–191. DOI: 10.1016 / j.nbd.2008.08.011

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хордер Дж., Андерссон М., Мендес М. А., Сингх Н., Танген А., Лундберг Дж. И др. (2018). Доступность рецептора GABA _A не изменяется у взрослых с расстройством аутистического спектра или у мышей. Sci. Пер. Med. 10: eaam8434. DOI: 10.1126 / scitranslmed.aam8434

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ху, Х., Рокко Б. Р., Фи К. и Сибилле Э. (2018). Экспрессия гена, специфичного к типу клеток, рецепторов подтипа A γ-аминомасляной кислоты, содержащих α 5 субъединицу, в лобной коре головного мозга человека и мыши. Мол. Нейропсихиатрия 4, 204–215. DOI: 10.1159 / 000495840

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джу Ю. Х., Гуццо А., Чиу М. В., Тейлор П., Моран М. Ф., Гурд Дж. У. и др. (2009). Отличительные свойства рецепторов мышиного α5 γ-аминомасляной кислоты типа a, выявленные методами биохимического фракционирования и масс-спектроскопии. J. Neurosci. Res. 87, 1737–1747. DOI: 10.1002 / jnr.21991

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каздоба, Т. М., Лич, П. Т., Янг, М., Сильверман, Дж. Л., Соломон, М., и Кроули, Дж. Н. (2016). Трансляционные мышиные модели аутизма: продвижение к фармакологической терапии. Curr. Верхний. Behav. Neurosci. 28, 1–52. DOI: 10.1007 / 7854_2015_5003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ко, м.Т., Розенцвейг-Липсон, С., Галлахер, М. (2013). Селективные аллостерические модуляторы GABA _A α5 улучшают когнитивные функции у старых крыс с нарушением памяти. Нейрофармакология 64, 145–152. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2012.06.023

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лаверти, Д., Десаи, Р., Учански, Т., Масюлис, С., Стец, В. Дж., Малинаускас, Т. и др. (2019). Крио-ЭМ структура человеческого α1β3γ2 ГАМК _{Рецептор} в липидном бислое. Природа 565, 516–520. DOI: 10.1038 / s41586-018-0833-4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лекер И., Инь Ю., Ван Д. С., Орсер Б. А. (2013). Усиление активности рецептора GABA _A летучими анестетиками снижается обратными агонистами, предпочитающими рецептор α5GABA _A . Br. J. Anaesth. 110, i73 – i81. DOI: 10.1093 / bja / aet038

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Леви, С., Ле Ру, Н., Эжен, Э., и Понсер, Дж. К. (2015). Бензодиазепиновые лиганды быстро влияют на диффузию рецептора GABA _A и кластеризацию в ингибирующих синапсах гиппокампа. Нейрофармакология 88, 199–208. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2014.06.002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линг, И., Михалик, Б., Этерингтон, Л. А., Капус, Г., Палвёльджи, А., Гиглер, Г. и др. (2015). Новый ингибитор рецептора GABA _A α 5 с терапевтическим потенциалом. Eur. J. Pharmacol. 764, 497–507. DOI: 10.1016 / j.ejphar.2015.07.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лисман, Дж., И Бужаки, Г. (2008). Схема нейронного кодирования, образованная комбинированной функцией гамма- и тета-колебаний. Schizophr. Бык. 34, 974–980. DOI: 10.1093 / schbul / sbn060

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лиссемор, Дж. И., Бхандари, А., Мулсант, Б. Х., Ленце, Э.J., Reynolds, C. F. III., Karp, J. F., et al. (2018). Снижает ГАМКергическое корковое торможение при старении и депрессии. Нейропсихофармакология 43, 2277–2284. DOI: 10.1038 / s41386-018-0093-x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю, З. Ф., Камачи, Г. Л., Морейра, Т., Му, В., и Берт, Д. Р. (1998). Субъединица α5 мышиного рецептора ГАМК типа А. Мол. Brain Res. 59, 84–89. DOI: 10.1016 / s0169-328x (98) 00144-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лёбрих, С., Бэринг, Р., Кацуно, Т., Цукита, С., и Кнейссель, М. (2006). Активированный радиксин необходим для закрепления субъединицы α5 рецептора GABA _A в актиновом цитоскелете. EMBO J. 25, 987–999. DOI: 10.1038 / sj.emboj.7600995

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лоренц-Гертин, Дж. М., Бамбино, М. Дж., Дас, С., Вайнтрауб, С. Т., и Джейкоб, Т. К. (2019). Диазепам ускоряет синаптический обмен GABA _A R и изменяет внутриклеточный трафик. Cell. Neurosci. 13: 163. DOI: 10.3389 / fncel.2019.00163

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лукас-Осма, А.М., Ли, Ю., Лин, С., Блэк, С., Сингла, Р., Фуад, К. и др. (2018). Внесинаптические рецепторы α5GABA _A на проприоцептивных афферентах вызывают тоническую деполяризацию, которая модулирует функцию натриевых каналов в спинном мозге крысы. J. Neurophysiol. 120, 2953–2974. DOI: 10.1152 / jn.00499.2018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Магнин, Э., Франкавилла, Р., Амалян, С., Жерве, Э., Дэвид, Л.С., Луо, X. и др. (2019). Вход-специфическое синаптическое расположение и функция субъединицы рецептора α5 GABA _A в нейронах гиппокампа CA1 мыши. J. Neurosci. 39, 788–801. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.0567-18.2018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маркионни И., Омрани А. и Керубини Э. (2007). В развивающемся гиппокампе крысы опосредованная тоником GABA _A проводимость избирательно усиливает глутаматергическую активность основных клеток. J. Physiol. 581, 515–528. DOI: 10.1113 / jphysiol.2006.125609

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартин, Л. Дж., Бонин, Р. П., и Орсер, Б. А. (2009a). Физиологические свойства и терапевтический потенциал рецепторов α5-GABA _A . Biochem. Soc. Пер. 37, 1334–1337. DOI: 10.1042 / BST0371334

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартин, Л. Дж., О, Г. Х. и Орсер, Б.А. (2009b). Этомидат нацелен на рецепторы подтипа A α5 γ-аминомасляной кислоты для регулирования синаптической пластичности и блокады памяти. Анестезиология 111, 1025–1035. DOI: 10.1097 / ALN.0b013e3181bbc961

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартин, Л. Дж., Зурек, А. А., Макдональд, Дж. Ф., Родер, Дж. К., Джексон, М. Ф., и Орсер, Б. А. (2010). α5GABA _{Активность рецептора} устанавливает порог для долгосрочного потенцирования и ограничивает зависимую от гиппокампа память. J. Neurosci. 30, 5269–5282. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.4209-09.2010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартинес-Куэ, К., Мартинес, П., Руэда, Н., Видаль, Р., Гарсия, С., Видаль, В., и др. (2013). Снижение GABA _{Опосредованное рецептором} ингибирование α5 устраняет функциональные и нейроморфологические дефициты в мышиной модели синдрома Дауна. J. Neurosci. 33, 3953–3966. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.1203-12.2013

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Масюлис, С., Десаи, Р., Учанский, Т., Серна Мартин, И., Лаверти, Д., Кариа, Д. и др. (2019). ГАМК _{Сигнальные механизмы рецептора} , выявленные структурной фармакологией. Природа 565, 454–459. DOI: 10.1038 / s41586-018-0832-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мендес, М.А., Хордер, Дж., Майерс, Дж., Коглан, С., Стокс, П., Эрритцо, Д. и др. (2013). Подтип α-5 рецептора ГАМК-бензодиазепина головного мозга при расстройстве аутистического спектра: пилотное исследование позитронно-эмиссионной томографии [11C] Ro15–4513. Нейрофармакология 68, 195–201. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2012.04.008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Месбах-Оскуи, Л., Пенна, А., Орсер, Б. А., и Хорнер, Р. Л. (2017). Снижение экспрессии рецепторов α5GABA _A вызывает аутизмоподобные изменения в паттернах ЭЭГ и поведении во сне и бодрствовании. Neurotoxicol. Тератол. 61, 115–122. DOI: 10.1016 / j.ntt.2016.10.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Олсен, Р.W., и Sieghart, W. (2009). GABA _A рецепторы: подтипы обеспечивают разнообразие функций и фармакологии. Нейрофармакология 56, 141–148. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2008.07.045

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Панграц-фюрер, С., Зигарт, В., Рудольф, У., Парада, И., и Хугенард, Дж. Р. (2016). Раннее постнатальное переключение α-субъединиц рецептора GABA _A в ретикулярном таламическом ядре. J. Neurophysiol. 115, 1183–1195.DOI: 10.1152 / jn.00905.2015

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Перес-Санчес, Дж., Лоренцо, Л. Э., Лекер, И., Зурек, А. А., Лабракакис, К., Бриджуотер, Э. М. и др. (2017). Рецепторы α5GABA _A опосредуют тоническое подавление в спинном роге спинного мозга и способствуют разрешению гипералгезии. J. Neurosci. Res. 95, 1307–1318. DOI: 10.1002 / jnr.23981

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фулера, С., Zhu, H., Yu, J., Claxton, D. P., Yoder, N., Yoshioka, C., et al. (2018). Крио-ЭМ структура бензодиазепин-чувствительного α1β1γ2S тригетеромерного рецептора GABA _A в комплексе с GABA. eLife 7: e39383. DOI: 10.7554 / elife.39383

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Piantadosi, S.C., French, B.J., Poe, M.M., Timic, T., Markovic, B.D., Pabba, M., et al. (2016). Зависимый от пола антистрессовый эффект субъединицы α5, содержащей GABA _A рецептор-положительный аллостерический модулятор. Фронт. Pharmacol. 7: 446. DOI: 10.3389 / fphar.2016.00446

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Преносил, Г. А., Шнайдер Гассер, Э. М., Рудольф, У., Кейст, Р., Фритчи, Дж. М., и Фогт, К. Э. (2006). Специфические подтипы рецепторов GABA _A опосредуют фазовые и тонические формы ингибирования в пирамидных нейронах гиппокампа. J. Neurophysiol. 96, 846–857. DOI: 10.1152 / jn.01199.2006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Превот, Т.Д., Ли, Г., Видоевич, А., Мискитта, К. А., Фи, К., Сантрак, А. и др. (2019). Новые бензодиазепиноподобные лиганды с различными анксиолитическими, антидепрессивными или прогогнитивными профилями. Мол. Нейропсихиатрия 5, 84–97. DOI: 10.1159 / 000496086

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Прут, Л., Преносил, Г., Уилладт, С., Фогт, К., Фритчи, Дж. М., и Крестани, Ф. (2010). Уменьшение количества субъединиц α5 рецептора GABA _A в гиппокампе нарушает память о местонахождении объектов у мышей. Genes Brain Behav. 9, 478–488. DOI: 10.1111 / j.1601-183x.2010.00575.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рамос, Б., Лопес-Теллез, Дж. Ф., Вела, Дж., Баглиетто-Варгас, Д., Дель Рио, Дж. К., Руано, Д. и др. (2004). Экспрессия субъединицы рецептора α 5 ГАМК _А в развивающемся гиппокампе крысы. Dev. Brain Res. 151, 87–98. DOI: 10.1111 / j.0953-816x.2004.03349.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сааб, Б.J., Maclean, A.J., Kanisek, M., Zurek, A.A., Martin, L.J., Roder, J.C., et al. (2010). Кратковременное ухудшение памяти после изофлурана у мышей предотвращается обратным агонистом рецептора α5 γ-аминомасляной кислоты типа A L-655,708. Анестезиология 113, 1061–1071. DOI: 10.1097 / ALN.0b013e3181f56228

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шульц, Дж. М., Кнофлах, Ф., Эрнандес, М.-К., и Бишофбергер, Дж. (2018). Интернейроны, нацеленные на дендриты, контролируют активацию синаптических NMDA-рецепторов через нелинейные рецепторы α5-GABA _A . Nat. Commun. 9: 3576. DOI: 10.1038 / s41467-018-06004-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шульц, Дж. М., Кнофлах, Ф., Эрнандес, М.-К., и Бишофбергер, Дж. (2019). Усиленное ингибирование дендритов и нарушение активации NMDAR на мышиной модели синдрома Дауна. J. Neurosci. 39, 5210–5221. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.2723-18.2019

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сервански, Д. Р., Мираллес, К. П., Кристи, С. Б., Мехта, А. К., Ли, X., и Де Блас, А. Л. (2006). Синаптическая и несинаптическая локализация рецепторов GABA _A , содержащих субъединицу α5, в головном мозге крысы. J. Comp. Neurol. 499, 458–470. DOI: 10.1002 / cne.21115

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зигарт, В., Савич, М. М. (2018). Международный союз фундаментальной и клинической фармакологии. CVI: GABA _{Лиганды, селективные по подтипу и функции рецептора} : ключевые проблемы при трансляции для человека. Pharmacol. Rev. 70, 836–878. DOI: 10.1124 / pr.117.014449

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Street, L. J., Sternfeld, F., Jelley, R. A., Reeve, A. J., Carling, R. W., Moore, K. W., et al. (2004). Синтез и биологическая оценка 3-гетероциклил-7,8,9,10-тетрагидро- (7,10-этано) -1,2,4-триазоло [3,4-a] фталазинов и аналогов как селективных по подтипам обратных агонистов для сайта связывания бензодиазепина GABA _A α5. Дж.Med. Chem. 47, 3642–3657.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Сур, К., Фресу, Л., Хауэлл, О., МакКернан, Р. М., и Атак, Дж. Р. (1999). Авторадиографическая локализация рецепторов ГАМК _А , содержащих субъединицу α5, в головном мозге крыс. Brain Res. 822, 265–270. DOI: 10.1016 / s0006-8993 (99) 01152-x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Sur, C., Quirk, K., Dewar, D., Atack, J., and McKernan, R. (1998). Рецепторы γ-аминомасляной кислоты A, содержащие субъединицу α5 гиппокампа крысы и человека, обладают фармакологическими характеристиками α5 β3 γ2. Мол. Pharmacol. 54, 928–933. DOI: 10,1124 / моль 54.5.928

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тауэрс, С. К., Гловели, Т., Трауб, Р. Д., Драйвер, Дж. Э., Энгель, Д., Фрэдли, Р. и др. (2004). Содержащие α 5 субъединицу рецепторы GABA _A влияют на динамический диапазон индуцированных каинатом гиппокампа мыши колебаний частоты γ in vitro . J. Physiol. 559, 721–728. DOI: 10.1113 / jphysiol.2004.071191

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Варгас-Кабальеро, М., Мартин, Л. Дж., Солтер, М. В., Орсер, Б. А., и Полсен, О. (2010). Содержащие субъединицу α5 рецепторы GABA _A опосредуют медленно затухающий тормозной синаптический ток в пирамидных нейронах CA1 после активации коллатералей Шаффера. Нейрофармакология 58, 668–675. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2009.11.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Видаль В., Гарсия-Серро С., Мартинес П., Корралес А., Лантигуа С., Видаль Р. и др. (2018).Снижение экспрессии рецепторов, содержащих субъединицу GABA _A α5, частично улучшает когнитивные, электрофизиологические и морфологические дефекты гиппокампа в модели синдрома Дауна Ts65Dn. Мол. Neurobiol. 55, 4745–4762. DOI: 10.1007 / s12035-017-0675-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, D.-S., Zurek, A.A., Lecker, I., Yu, J., Abramian, A.M, Avramescu, S., et al. (2012). Дефицит памяти, вызванный воспалением, регулируется рецепторами GABA _A , содержащими α5-субъединицу. Cell Rep. 2, 488–496. DOI: 10.1016 / j.celrep.2012.08.022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Yu, Y., Fuscoe, J. C., Zhao, C., Guo, C., Jia, M., Qing, T., et al. (2014). Транскриптомная карта тела RNA-Seq крысы по 11 органам и 4 стадиям развития. Nat. Commun. 5: 3230. DOI: 10.1038 / ncomms4230

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Занос, П., Нельсон, М. Э., Хайленд, Дж. Н., Криммель, С.Р., Георгиу П., Гулд Т. Д. и др. (2017). Отрицательный аллостерический модулятор ГАМК-рецепторов, содержащих альфа5-субъединицу, оказывает быстрое и стойкое действие, подобное антидепрессанту, без побочных эффектов антагониста рецептора NMDA кетамина у мышей. eNeuro 4. doi: 10.1523 / ENEURO.0285-16.2017

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зарновска Э. Д., Кейст Р., Рудольф У. и Пирс Р. А. (2009). ГАМК _А субъединицы α5 рецептора вносят вклад в ГАМК _А , медленное синаптическое ингибирование в гиппокампе мыши. J. Neurophysiol. 101, 1179–1191. DOI: 10.1152 / jn..2008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhao, Z.-F., Du, L., Gao, T., Bao, L., Luo, Y., Yin, Y.-Q., et al. (2019). Ингибирование рецепторов 5 ГАМК _A оказывает профилактическое, но не терапевтическое действие на вызванное изофлураном ухудшение памяти у старых крыс. Neural Regen. Res. 14, 1029–1036. DOI: 10.4103 / 1673-5374.250621

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжу, С., Новиелло, К. М., Тенг, Дж., Уолш, Р. М. младший, Ким, Дж. Дж. И Хиббс, Р. Э. (2018). Структура человеческого синаптического рецептора GABA _A . Природа 559, 67–72. DOI: 10.1038 / s41586-018-0255-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зурек А. А., Кемп С. В., Ага З., Уокер С., Миленкович М., Рэмси А. Дж. И др. (2016). α5GABA _{Дефицит рецептора} вызывает поведение, подобное аутизму. Ann. Clin. Пер. Neurol. 3, 392–398.DOI: 10.1002 / acn3.303

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zurek, A. A., Yu, J., Wang, D. S., Haffey, S. C., Bridgwater, E. M., Penna, A., et al. (2014). Устойчивое увеличение функции рецептора α5GABA _A ухудшает память после анестезии. J. Clin. Инвестировать. 124, 5437–5441. DOI: 10.1172 / JCI76669

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hypertonic Solution – обзор

1.2 Механизмы зависимой от тоничности активации TonEBP / OREBP

Гипертонус увеличивает количество мРНК TonEBP / OREBP в различных клеточных линиях в культуре (Cai et al ., 2005b; Ко и др. , 2000; Woo et al. ., 2000) из-за кратковременного (≈6 ч) повышения его стабильности. Зависимое от тоничности увеличение стабильности опосредуется элементами в его 5′-UTR (Cai et al. ., 2005b). Содержание белка TonEBP / OREBP увеличивается вторично по отношению к увеличению его мРНК. Повышенный уровень белка TonEBP / OREBP в сочетании с зависимой от тоничности ядерной транслокацией приводит к увеличению количества TonEBP / OREBP в ядре, где он связывается с ORE и трансактивирует свои гены-мишени.

Остатки серина и тирозина в TonEBP / OREBP фосфорилируются в течение 30 минут после увеличения NaCl, что совпадает с перемещением TonEBP / OREBP в ядро ​​(Dahl et al. ., 2001). Факторы транскрипции обычно регулируются за счет фосфорилирования на одном или нескольких участках (Cohen, 2000; Holmberg et al ., 2002), влияя на их субклеточную локализацию (Cyert, 2001). Зависимое от тоничности фосфорилирование также, по-видимому, влияет на трансактивационную активность TonEBP / OREBP. Фосфорилирование других факторов транскрипции регулирует трансактивацию (1) как требование максимальной транскрипционной активности (2) за счет стабилизации комплексов гомодимер-ДНК (Groner et al ., 2000; Schmitz et al., ., 2001) или (3) путем рекрутирования белков-коактиваторов, которые контактируют с общим транскрипционным аппаратом (De Cesare et al. ., 1999). Высокое содержание NaCl увеличивает фосфорилирование части TonEBP / OREBP (аминокислоты с 548 по 1531), которая содержит его домен трансактивации с высоким содержанием NaCl (TAD) (Ferraris et al. ., 2002b). Ингибиторы киназ снижают трансактивационную активность TonEBP / OREBP при высоком содержании NaCl (Ferraris et al. ., 2002b), что может указывать на прямое ингибирование фосфорилирования самого TonEBP / OREBP или косвенное влияние на партнера по передаче сигнала или кофактор транскрипции.Косвенному эффекту способствует неспособность обнаружить зависящее от тоничности изменение в чистом фосфорилировании TonEBP / OREBP TAD (Lee et al. ., 2003). Прямому эффекту способствует ингибирование, вызванное сайт-направленной мутацией предполагаемых сайтов фосфорилирования в TonEBP / OREBP (Irarrazabal et al ., 2004). TonEBP / OREBP имеет много потенциальных сайтов фосфорилирования, а именно 216 серинов, 15 тирозинов и 111 треонинов. Определение того, какие аминокислоты фосфорилируются, и их функциональные последствия – предмет постоянных исследований.

Факторы транскрипции должны проникать в ядро, чтобы связываться с консенсусными элементами ДНК. Белки размером с TonEBP / OREBP слишком велики (> 50 кДа), чтобы проходить через ядерные поры путем диффузии и, следовательно, требуют активного транспорта через поры, опосредованного импортинами (Cyert, 2001). Последовательности ядерной локализации (NLS) опосредуют связывание с импортинами. Сходным образом, поскольку большие белки неспособны покинуть ядро ​​за счет диффузии через ядерные поры, необходимы ядерные экспортные последовательности (NESs) для обеспечения связывания с экспортинами (Cyert, 2001).Несколько основанных на микроскопии методов были использованы для определения субклеточной локализации TonEBP / OREBP, включая иммунофлуоресценцию фиксированных клеток с использованием антител против нативного или рекомбинантного TonEBP / OREBP или визуализацию TonEBP / OREBP, меченного зеленым флуоресцентным белком, в живых клетках (Miyakawa и др. ., 1999; Тонг и др. ., 2006; Woo и др. ., 2000). Эти методы включают выбор отдельных клеток или полей клеток с последующим измерением иммуноокрашивания или флуоресценции различных типов.Другой метод, который является как универсальным, так и количественным, включает экстракцию белков отдельно из ядерного и цитоплазматического компартментов с последующим вестерн-анализом и количественным определением ядерно-цитоплазматического распределения или соотношения n: c (Zhang et al ., 2005). Метод отношения n: c и его использование описаны ниже. Субклеточная локализация TonEBP / OREBP зависит от тонуса. В нормотонических культивируемых клетках TonEBP / OREBP находится как в цитоплазматическом, так и в ядерном компартментах, но когда тоничность увеличивается за счет повышения осмоляльности до 450-500 мОсм / кг, большая часть TonEBP / OREBP является ядерной (Ko et al ., 2000; Лопес-Родригес и др. , 2001; Миякава и др. , 1999; Тонг и др. ., 2006). Когда тоничность снижается до 135–250 мОсм / кг, TonEBP / OREBP в основном является цитоплазматическим (Тонг и др. ., 2006; Woo и др. ., 2000). Киназа, мутированная при телеангиэктазии атаксии (ATM), активируется высоким содержанием NaCl (Irarrazabal et al ., 2004). Метод соотношения n: c был использован, чтобы показать, что его активация способствует ядерной локализации TonEBP / OREBP (Zhang et al ., 2005). Метод n: c также использовался, чтобы продемонстрировать, что N конец TonEBP / OREBP содержит домены, необходимые для зависимой от тоничности ядерной локализации. Рекомбинантный TonEBP / OREBP, содержащий только аминокислоты от 1 до 547, перемещается в ядро ​​при добавлении NaCl, указывая на то, что С-конец не требуется для транслокации (Zhang et al. ., 2005). N-конец содержит NLS, NES и вспомогательный экспортный домен (Tong et al. ., 2006).

N-конец TonEBP / OREBP также содержит ДНК-связывающий домен TonEBP / OREBP (Ko et al ., 2000; Лопес-Родригес и др. , 2001). Анализы сдвига электрофоретической подвижности (EMSA), описанные ниже, используются для характеристики связывания TonEBP / OREBP с ORE. Димеризация TonEBP / OREBP необходима для этого связывания ДНК (Lopez-Rodriguez et al. ., 2001). Связывание TonEBP / OREBP с ORE не требует собственного фосфорилирования, поскольку изолированный TonEBP / OREBP связывается с ORE независимо от обработки общей фосфатазой (Dahl et al. ., 2001). Другие исследования указывают на участие серин / треониновых киназ, но не тирозинкиназ, в сигнальном пути, который приводит к связыванию ORE TonEBP / OREBP (Aida et al. ., 1999). Модификация протокола EMSA, называемая суперсдвигом, также описывается позже. Его использовали для идентификации других белков в комплексе с TonEBP / OREBP, который связывается с ORE (Irarrazabal et al ., 2004).

Помимо проникновения в ядро ​​и связывания с ДНК, факторы транскрипции должны также трансактивировать гены-мишени. Домены трансактивации факторов транскрипции рекрутируют и взаимодействуют со специфическими белковыми компонентами его энхансомы, а также с РНК-полимеразой и другими членами базального транскрипционного комплекса.Трансактивационная активность регулируется посттрансляционными модификациями, взаимодействием с сигнальными молекулами и ассоциацией с другими белками, включая другие факторы транскрипции (Groner et al. ., 2000; Macian et al. ., 2001). Использование бинарного трансактивационного анализа, описанного ниже, облегчает идентификацию членов энхансосомы, сигнальных молекул, ответственных за посттрансляционные модификации фактора транскрипции, и взаимодействующих белков.Этот бинарный анализ был использован для демонстрации того, что трансактивационная активность TonEBP / OREBP регулируется высоким содержанием NaCl (Ferraris et al. ., 2002b), а также что несколько TAD TonEBP / OREBP и домены модуляции внутри TonEBP / OREBP действуют синергетически для трансактивации мишени. гены (Lee et al ., 2003).

Бинарный анализ трансактивации также использовался для идентификации факторов, которые активируются гипертонусом и вносят вклад в повышенную трансактивационную активность TonEBP / OREBP.К ним относятся митоген-активированная протеинкиназа p38 (Han et al ., 1994; Ko et al ., 2002), член семейства тирозинкиназ Src, Fyn (Kapus et al ., 1999. ; Ko et al. ., 2002), сериновые / треониновые киназы, PKAc (Ferraris et al ., 2002a) и ATM (Irarrazabal et al ., 2004), фосфоинозитид-3-киназа, PI3K-IA (Irarrazabal et al ., 2006) и активные формы кислорода (Zhang et al ., 2004; Чжоу и др. ., 2005). Как и в случае с другими факторами транскрипции, полная активация TonEBP / OREBP требует комбинации сигналов. Подавление каждого из этих сигналов по отдельности только частично снижает вызванное гипертонусом повышение активности TonEBP / OREBP.

% PDF-1.7 % 506 0 объект > эндобдж xref 506 159 0000000015 00000 н. 0000003522 00000 н. 0000003749 00000 н. 0000003794 00000 н. 0000003883 00000 н. 0000003972 00000 н. 0000004061 00000 н. 0000004151 00000 п. 0000004240 00000 н. 0000004329 00000 н. 0000004418 00000 н. 0000004507 00000 н. 0000004596 00000 н. 0000004686 00000 п. 0000004775 00000 н. 0000004864 00000 н. 0000004954 00000 н. 0000005043 00000 н. 0000005132 00000 н. 0000005221 00000 н. 0000005310 00000 п. 0000005359 00000 н. 0000005447 00000 н. 0000005533 00000 н. 0000005620 00000 н. 0000005708 00000 н. 0000005797 00000 н. 0000005885 00000 н. 0000005974 00000 п. 0000006062 00000 н. 0000006151 00000 п. 0000006238 00000 п. 0000006326 00000 н. 0000006414 00000 н. 0000006503 00000 н. 0000007015 00000 н. 0000007703 00000 н. 0000007853 00000 п. 0000008073 00000 н. 0000008240 00000 н. 0000008415 00000 н. 0000008589 00000 н. 0000008765 00000 н. 0000008941 00000 н. 0000009116 00000 н. 0000009292 00000 н. 0000009468 00000 н. 0000009644 00000 н. 0000009820 00000 н. 0000009996 00000 н. 0000010172 00000 п. 0000010346 00000 п. 0000010521 00000 п. 0000010697 00000 п. 0000010873 00000 п. 0000011049 00000 п. 0000011199 00000 п. 0000011371 00000 п. 0000011547 00000 п. 0000011723 00000 п. 0000011898 00000 п. 0000012073 00000 п. 0000012249 00000 п. 0000012425 00000 п. 0000012598 00000 п. 0000012774 00000 п. 0000012949 00000 п. 0000013098 00000 п. 0000013245 00000 п. 0000013382 00000 п. 0000013532 00000 п. 0000013682 00000 п. 0000015821 00000 п. 0000017938 00000 п. 0000020119 00000 п. 0000022103 00000 п. 0000024267 00000 п. 0000026647 00000 п. 0000028892 00000 п. 0000031013 00000 п. 0000031155 00000 п. 0000031273 00000 п. 0000031332 00000 п. 0000031413 00000 п. 0000031482 00000 п. 0000031563 00000 п. 0000031647 00000 п. 0000031736 00000 п. 0000031772 00000 п. 0000031916 00000 п. 0000031965 00000 п. 0000032001 00000 п. 0000032050 00000 п. 0000032428 00000 п. 0000032616 00000 п. 0000032854 00000 п. 0000032994 00000 н. 0000033035 00000 п. 0000033186 00000 п. 0000052709 00000 п. 0000140452 00000 н. 0000140734 00000 н. 0000140801 00000 н. 0000141017 00000 н. 0000141304 00000 н. 0000141536 00000 н. 0000142080 00000 н. 0000166121 00000 н. 0000166348 00000 н. 0000168554 00000 н. 0000168860 00000 н. 0000170622 00000 н. 0000170716 00000 н. 0000171480 00000 н. 0000171962 00000 н. 0000172420 00000 н. 0000172614 00000 н. 0000172808 00000 н. 0000173027 00000 н. 0000173415 00000 н. 0000173976 00000 н. 0000174082 00000 н. 0000174329 00000 н. 0000174643 00000 н. 0000175040 00000 н. 0000175118 00000 н. 0000175342 00000 н. 0000175639 00000 п. 0000175715 00000 н. 0000175940 00000 н. 0000176236 00000 н. 0000176447 00000 н. 0000176747 00000 н. 0000186492 00000 н. 0000186958 00000 н. 0000194984 00000 н. 0000195568 00000 н. 0000196154 00000 н. 0000196426 00000 н. 0000200526 00000 н. 0000200588 00000 н. 0000201233 00000 н. 0000201393 00000 н. 0000201549 00000 н. 0000201741 00000 н. 0000201951 00000 н. 0000202119 00000 н. 0000202315 00000 н. 0000202507 00000 н. 0000202685 00000 н. 0000202851 00000 н. 0000203069 00000 н. 0000203285 00000 н. 0000203473 00000 н. 0000203639 00000 н. 0000203821 00000 н. 0000204015 00000 н. 0000204325 00000 н. 0000204535 00000 н. трейлер] >> startxref 0 %% EOF 507 0 объект > эндобдж 508 0 объект > эндобдж 509 0 объект > эндобдж 510 0 объект > эндобдж 511 0 объект > эндобдж 512 0 объект > эндобдж 513 0 объект > эндобдж 514 0 объект > эндобдж 515 0 объект > эндобдж 516 0 объект > эндобдж 517 0 объект > эндобдж 518 0 объект > эндобдж 519 0 объект > эндобдж 520 0 объект > эндобдж 521 0 объект > эндобдж 522 0 объект > эндобдж 523 0 объект > эндобдж 524 0 объект > эндобдж 525 0 объект > эндобдж 526 0 объект >> эндобдж 527 0 объект > эндобдж 528 0 объект > эндобдж 529 0 объект > эндобдж 530 0 объект > эндобдж 531 0 объект > эндобдж 532 0 объект > эндобдж 533 0 объект > эндобдж 534 0 объект > эндобдж 535 0 объект > эндобдж 536 0 объект > эндобдж 537 0 объект > эндобдж 538 0 объект > эндобдж 539 0 объект > эндобдж 540 0 объект > транслировать xP; OA ݽ gg! rP! DB` $ 8QD ((H @ OIUP.@) l \ “W + f конечный поток эндобдж 541 0 объект > эндобдж 542 0 объект > эндобдж 543 0 объект / Rect [132.4