스퍼민의 TRPC4에 대한 영향과 작용기전

Abstract

스퍼민은 생체에서 합성되는 폴리아민 중 하나로, 생리적 조건에서는 4가의 양전하을 띠어 음전하를 띠는 다양한 생체물질과 결합하여 여러 반응을 일으킨다. 스퍼민은 위장관의 운동성을 저하시키는데, 이는 세포막의 칼슘이온 통로의 활성을 감소시켜 세포 내 칼슘 농도가 낮아지기 때문인 것으로 생각되지만, 정확한 기전은 밝혀지지 않았다. 위장관 운동은 부교감신경인 무스카린 자극에 의해 항진되며, 무스카린 수용체에 의한 양이온의 전류를 mICAT이라 부른다. mICAT은 비선택적 양이온 통로를 통해 세포 안쪽으로 밀려들어오는 양이온들을 측정한 값으로 mICAT에 의하여 전압의존성 칼슘 채널이 활성화된다. 기니픽 실험에서 스퍼민이 mICAT을 억제한다는 것이 밝혀졌고, knockout mouse를 이용한 연구에서 mICAT은 TRPC4가 70-80%, TRPC6이 20-30%를 이루고 있음이 알려졌으나, 각각의 채널에 대한 반응은 보고된 바 없다. TRPC4가 발현된 HEK293 세포에서 whole cell patch clamp 방법을 이용해 mITRPC4를 측정하였다. 세포내에 스퍼민을 처치한 결과, 농도가 높아질수록 채널의 활성이 억제되었다. 스퍼민의 결합 부위를 알아보기 위한 아미노산 결손 mutant 실험에서는 아미노산 (720-740)이 결손된 mutant는 전류의 크기가 wild type보다 컸으며, 스퍼민에 의한 억제가 감소하였고, (720-740)중에서 음전하를 띠는 아미노산을 알라닌으로 치환한 mutant 실험에서는 E728A가 포함된 mutant에서 스퍼민의 억제 효과가 작게 나타났다. Mg2+의 결합부위로 알려진 D629를 알라닌으로 치환한 mutant에서는 스퍼민의 억제효과가 미미하였다. D629A/ Δ(720-740) mutant는 전류의 크기가 D629A 단독 변이체에 비해 매우 컸으며, 스퍼민을 첨가하였을 때 전류의 크기가 현저하게 감소하였으나, D629A에서 관찰되는 것 이상으로는 작아지지 않았다. 또한, 스퍼민을 배양된 카할간질세포 덩어리에 처치하였더니 무스카린 자극에 의한 탈분극이 억제되는 효과가 나타났고, 인체 대장조직에 투여하였을 때 수축이 감소하는 것이 관찰되었다. 따라서 스퍼민이 TRPC4채널을 억제하며, 스퍼민의 작용부위는 여러 곳인데, 아미노산 (720-740)와 D629가 결합 부위 중 하나일 것으로 생각된다. 스퍼민에 의한 위장관 운동의 감소에 TRPC4 채널이 중요한 역할을 할 것으로 보인다.