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cGMP Imaging in Brain Slices Reveals Brain Region-Specific Activity of NO-Sensitive Guanylyl Cyclases (NO-GCs) and NO-GC Stimulators.

脳スライスにおけるcGMPイメージングは、NO感受性グアニル酸シクラーゼ(NO-GC)およびNO-GC刺激薬の脳領域特異的活性を明らかにする (機械翻訳の邦題)

International journal of molecular sciences2018Peters S, Paolillo M, Mergia E, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象動物

記録の確認項目

研究デザイン
その他の原著論文
対象
動物
出版年
2018
出典
doi.org
抄録の表示
表示あり
出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/04
鮮度
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確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

本研究では、NO-cGMPシグナル伝達の障害が関連する神経疾患を対象に、NO感受性グアニル酸シクラーゼ(NO-GC)の刺激薬であるIWP-051とBAY 41-2272の脳内での効果を、cGMPセンサーマウスの急性脳スライスと初代ニューロンを用いたFRETベースのリアルタイムイメージングにより比較検討した。BAY 41-2272は全ての脳領域(小脳、線条体、海馬)でNOドナーによるcGMP上昇を増強したが、IWP-051は小脳と線条体でのみ増強し、海馬CA1領域や初代海馬ニューロンでは効果がなかった。mRNA in situハイブリダイゼーションにより、小脳と線条体はNO-GC1とNO-GC2を発現し、海馬CA1領域は主にNO-GC2を発現することが示された。NO-GC1ノックアウトマウスの線条体ではIWP-051の効果が消失したことから、IWP-051はNO-GC1を優先的に刺激することが示唆された。一方、全脳ホモジネートではアイソフォーム特異的効果は観察されず、測定方法や条件が結果に影響する可能性が示された。NO-GC刺激薬は脳内のcGMPシグナルを増強し、神経疾患治療への応用が期待される。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Impaired NO-cGMP signaling has been linked to several neurological disorders. NO-sensitive guanylyl cyclase (NO-GC), of which two isoforms-NO-GC1 and NO-GC2-are known, represents a promising drug target to increase cGMP in the brain. Drug-like small molecules have been discovered that work synergistically with NO to stimulate NO-GC activity. However, the effects of NO-GC stimulators in the brain are not well understood. In the present study, we used Förster/fluorescence resonance energy transfer (FRET)-based real-time imaging of cGMP in acute brain slices and primary neurons of cGMP sensor mice to comparatively assess the activity of two structurally different NO-GC stimulators, IWP-051 and BAY 41-2272, in the cerebellum, striatum and hippocampus. BAY 41-2272 potentiated an elevation of cGMP induced by the NO donor DEA/NO in all tested brain regions. Interestingly, IWP-051 potentiated DEA/NO-induced cGMP increases in the cerebellum and striatum, but not in the hippocampal CA1 area or primary hippocampal neurons. The brain-region-selective activity of IWP-051 suggested that it might act in a NO-GC isoform-selective manner. Results of mRNA in situ hybridization indicated that the cerebellum and striatum express NO-GC1 and NO-GC2, while the hippocampal CA1 area expresses mainly NO-GC2. IWP-051-potentiated DEA/NO-induced cGMP signals in the striatum of NO-GC2 knockout mice but was ineffective in the striatum of NO-GC1 knockout mice. These results indicate that IWP-051 preferentially stimulates NO-GC1 signaling in brain slices. Interestingly, no evidence for an isoform-specific effect of IWP-051 was observed when the cGMP-forming activity of whole brain homogenates was measured. This apparent discrepancy suggests that the method and conditions of cGMP measurement can influence results with NO-GC stimulators. Nevertheless, it is clear that NO-GC stimulators enhance cGMP signaling in the brain and should be further developed for the treatment of neurological diseases.

MeSH

AnimalsBrainCells, CulturedCyclic GMPFluorescence Resonance Energy TransferGuanylate CyclaseMice, KnockoutNeuroimagingNeuronsNitric OxidePurkinje Cells

DOI 10.3390/ijms19082313

PMID 30087260

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