МЕХАНИЗМЫ ИНГИБИРОВАНИЯ AMPA РЕЦЕПТОРОВ ДИМИНАЗЕНОМ
PDF

Ключевые слова

AMPA-рецепторы
диминазен
механизмы ингибирования
пэтч-кламп

Как цитировать

Жигулин , А. С., Дронь, М. Ю., & Барыгин, О. И. (2021). МЕХАНИЗМЫ ИНГИБИРОВАНИЯ AMPA РЕЦЕПТОРОВ ДИМИНАЗЕНОМ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 107(8), 1039–1048. https://doi.org/10.31857/S0869813921080112

Аннотация

Диминазен – это противоинфекционный препарат для животных, относящийся к группе диариламидинов. В данной работе мы впервые обнаружили его ингибирующее действие на AMPA-тип ионотропных глутаматных рецепторов. Эксперименты проводились на изолированных нейронах крыс линии Вистар, для исследования кальций-проницаемых AMPA-рецепторов использовались гигантские холинергические интернейроны стриатума, для кальций-непроницаемых AMPA-рецепторов – пирамидные клетки зоны CA1 гиппокампа. Изоляция клеток осуществлялась методом вибродиссоциации, а регистрация токов – методом фиксации потенциала в конфигурации «целая клетка». Диминазен концентрационно-зависимым образом ингибировал токи, вызванные аппликацией каината в обоих типах нейронов. ИК50 для кальций-проницаемых и кальций-непроницаемых AMPA-рецепторов составили 60 ± 11 и 160 ± 30 мкM соответственно. Интересно, что ингибирующее действие диминазена усиливалось при увеличении концентрации агониста. Кривая потенциал-зависимости ингибирования фиксированной концентрацией диминазена для кальций-проницаемых AMPA-рецепторов имела двухфазную форму: минимальное ингибирование наблюдалось при положительных потенциалах, максимум - при -40 - -60 мВ, а при дальнейшей гиперполяризации – постепенное снижение эффективности блокады. Все эти признаки свидетельствуют о блокаде диминазеном канала AMPA-рецепторов с возможностью проникновения через канал внутрь клетки.

https://doi.org/10.31857/S0869813921080112
PDF

Литература

Oliveira GLD, de Freitas RM (2015) Diminazene aceturate-An antiparasitic drug of antiquity: Advances in pharmacology & therapeutics. Pharmacol Res 102:138–157. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2015.10.005

Peregrine AS, Mamman M (1993) Pharmacology of Diminazene - a Review. Acta Trop 54 (3-4):185–203. https://doi.org/10.1016/0001-706x(93)90092-P

Kuriakose S, Uzonna JE (2014) Diminazene aceturate (Berenil), a new use for an old compound? Int Immunopharmacol 21 (2):342–345. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2014.05.027

Kuriakose S, Muleme HM, Onyilagha C, Singh R, Jia P, Uzonna JE (2012) Diminazene Aceturate (Berenil) Modulates the Host Cellular and Inflammatory Responses to Trypanosoma congolense Infection. Plos One 7 (11). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0048696

Chen XM, Qiu LY, Li MH, Durrnagel S, Orser BA, Xiong ZG, MacDonald JF (2010) Diarylamidines: High potency inhibitors of acid-sensing ion channels. Neuropharmacology 58 (7):1045–1053. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2010.01.011

Schmidt A, Rosselti G, Joussen S, Grunder S (2017) Towards the molecular basis of ASIC inhibition by Diminazene. Acta Physiol 219:143–143.

Nicolau LAD, Noleto IRSG, Medeiros JVR (2020) Could a specific ACE2 activator drug improve the clinical outcome of SARS-CoV-2? A potential pharmacological insight. Expert Rev Clin Phar 13(8):807–811. https://doi.org/10.1080/17512433.2020.1798760

Dron MY, Zhigulin AS, Barygin LI (2020) Mechanisms of NMDA receptor inhibition by diarylamidine compounds. Eur J Neurosci 51 (7):1573–1582. https://doi.org/10.1111/ejn.14589

Traynelis SF, Wollmuth LP, McBain CJ, Menniti FS, Vance KM, Ogden KK, Hansen KB, Yuan HJ, Myers SJ, Dingledine R (2010) Glutamate Receptor Ion Channels: Structure, Regulation, and Function. Pharmacol Rev 62 (3):405-496. https://doi.org/10.1124/pr.109.002451

Swanson GT, Kamboj SK, CullCandy SG (1997) Single-channel properties of recombinant AMPA receptors depend on RNA editing, splice variation, and subunit composition. J Neurosci 17 (1):58–69.

Magazanik LG, Buldakova SL, Samoilova MV, Gmiro VE, Mellor IR, Usherwood PNR (1997) Block of open channels of recombinant AMPA receptors and native AMPA/kainate receptors by adamantane derivatives. J Physiol-London 505 (3):655–663. https://doi.org/10.1111/j.1469-7793.1997.655ba.x

Mellor IR, Usherwood PNR (2004) Targeting ionotropic receptors with polyamine-containing toxins. Toxicon 43 (5):493–508. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2004.02.003

Barygin OI (2016) Inhibition of calcium-permeable and calcium-impermeable AMPA receptors by perampanel in rat brain neurons. Neurosci Lett 633:146–151. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2016.09.028

Fukushima K, Hatanaka K, Sagane K, Ido K (2020) Inhibitory effect of anti-seizure medications on ionotropic glutamate receptors: special focus on AMPA receptor subunits. Epilepsy Res 167:106452. https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2020.106452

Hanada T, Hashizume Y, Tokuhara N, Takenaka O, Kohmura N, Ogasawara A, Hatakeyama S, Ohgoh M, Ueno M, Nishizawa Y (2011) Perampanel: A novel, orally active, noncompetitive AMPA-receptor antagonist that reduces seizure activity in rodent models of epilepsy. Epilepsia 52 (7):1331–1340. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2011.03109.x

Rogawski MA, Hanada T (2013) Preclinical pharmacology of perampanel, a selective non-competitive AMPA receptor antagonist. Acta Neurol Scand 127:19–24. https://doi.org/10.1111/ane.12100

Vorobjev VS (1991) Vibrodissociation of Sliced Mammalian Nervous-Tissue. J Neurosci Meth 38 (2-3):145–150. https://doi.org/10.1016/0165-0270(91)90164-U

Buldakova SL, Vorobjev VS, Sharonova IN, Samoilova MV, Magazanik LG (1999) Characterization of AMPA receptor populations in rat brain cells by the use of subunit-specific open channel blocking drug, IEM-1460. Brain Res 846 (1):52–58. https://doi.org/10.1016/S0006-8993(99)01970-8

Samoilova MV, Buldakova SL, Vorobjev VS, Sharonova IN, Magazanik LG (1999) The open channel blocking drug, IEM-1460, reveals functionally distinct alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionate receptors in rat brain neurons. Neuroscience 94 (1):261–268. https://doi.org/10.1016/S0306-4522(99)00326-7

Tikhonov DB, Samoilova MV, Buldakova SL, Gmiro VE, Magazanik LG (2000) Voltage-dependent block of native AMPA receptor channels by dicationic compounds. Brit J Pharmacol 129 (2):265–274. https://doi.org/10.1038/sj.bjp.0703043

Donevan SD, Rogawski MA (1993) Gyki 52466, a 2,3-Benzodiazepine, Is a Highly Selective, Noncompetitive Antagonist of Ampa/Kainate Receptor Responses. Neuron 10 (1):51–59. https://doi.org/10.1016/0896-6273(93)90241-I

Twomey EC, Yelshanskaya MV, Vassilevski AA, Sobolevsky AI (2018) Mechanisms of Channel Block in Calcium-Permeable AMPA Receptors. Neuron 99 (5):956. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.07.027

Bolshakov KV, Kim KH, Potapjeva NN, Gmiro VE, Tikhonov DB, Usherwood PNR, Mellor IR, Magazanik LG (2005) Design of antagonists for NMDA and AMPA receptors. Neuropharmacology 49 (2):144–155. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2005.02.007

Antonov SM, Grishin EV, Magazanik LG, Shupliakov OV, Vesselkin NP, Volkova TM (1987) Argiopin Blocks the Glutamate Responses and Sensorimotor Transmission in Motoneurons of Isolated Frog Spinal-Cord. Neurosci Lett 83 (1-2):179–184. https://doi.org/10.1016/0304-3940(87)90237-0

Barygin OI, Grishin EV, Tilchonov DB (2011) Argiotoxin in the Closed AMPA Receptor Channel: Experimental and Modeling Study. Biochemistry-Us 50 (38):8213–8220. https://doi.org/10.1021/bi200617v

Eldefrawi AT, Eldefrawi ME, Konno K, Mansour NA, Nakanishi K, Oltz E, Usherwood PNR (1988) Structure and Synthesis of a Potent Glutamate Receptor Antagonist in Wasp Venom. Proc Natl Acad Sci USA 85 (13):4910–4913. https://doi.org/10.1073/pnas.85.13.4910

Jackson AC, Milstein AD, Soto D, Farrant M, Cull-Candy SG, Nicoll RA (2011)