PC12 세포에서 Sertraline을 위시한 항우울제에 의한 칼슘길항 유사효과

Calcium Antagonist-like Action of Antidepressants Including Sertraline in PC12 Cells

본 실험에서는 PC12 세포를 신경세포 모델로 형광물질인 fura-2 및 bisoxonol을 이용하여 세포내 유리 칼슘이온 농도 및 막전압을 각각 측정하여 화학구조가 서로 다른 몇몇 항우울제가 막전압 의존성 칼슘통로 의 활성화 및 ATP를 통한 수용체 의존성 칼슘통로의 활성화에 미치는 영향을 관찰하여 아래와 같은 결과를 얻었다. 1) 선택적 serotonin 재흡수 억제제의 하나인 sertraline은 60mM KCl 자극 및 100μM ATP 자극에 의 한 [Ca2＋]i 의 증가를 억제하였으며 이때 IC 50 값은 각각 2.5μM과 5.3μM이었다. 2) 막전압 의존성 칼슘통로 및 ATP에 의한 수용체 의존성 칼슘통로의 억제효과는 sertraline을 비롯한 선택적 serotonin 재흡수 억제제나 삼환계 항우울제인 경우 크나, 비전형 항우울제인 trazodone 이나 MAO 억제제인 moclobemide의 경우에는 효과가 미미했다. 3) Sertraline자체는 농도 의존적으로 지속적인 막전압의 탈분극을 유발하였으며 이에 따라 안정시의 세포 내 유리 칼슘이온 농도를 일부 증가시켰다. 4) Sertraline에 의한 세포내 칼슘이온 농도 증가효과는 일부 세포내 Ca2＋ 저장소로부터 동원이 관여하나 주로 세포막을 통한 칼슘유입에 의해 일어난다. 5) 여러 항우울제 중 sertraline에 의한 탈분극 효과가 가장 컸으며 그외의 선택적 serotonin 재섭취 억 제제, 삼환계 항우울제들은 탈분극 효과가 있었으나 비전형 항우울제인 trazodone은 일부의 효과를 그리고 MAO 억제제인 moclobemide는 막전압에 전혀 영향을 주지 않았다. 6) ATP는 일시적인 탈분극을 유발하였는데 sertraline 전처치로 탈분극 효과가 억제되었으며 이때 IC 50 는 30μM이었다. 7) ATP에 의한 세포내 칼슘이온 농도의 증가는 nimodipine에 의해 일부만 억제되었으나, sertraline을 함께 투여한 경우에는 그 억제 효과가 훨씬 더 증가하였다. 이상의 실험결과로 미루어 보아 항우울제 중에서 sertraline을 비롯한 선택적 serotonin 재흡수 억제제나 삼 환계 항우울제들은 신경세포를 지속적으로 탈분극 시키고 세포내 유리 칼슘농도를 증가시키는 한편 막전압 의존성 칼슘통로와 수용체 의존성 칼슘통로를 차단하여 그 효과가 나타나는 것으로 사료된다

It has been known that antidepressants have calcium antagonist-like action in neuronal tissues. However, their mechanisms are still obscure. For the study of neurochemical mechanism of antidepressants, the authors examined the effects of antidepressants(1-100μM) on the intracellular Ca2＋ concentration([Ca2＋]i) and the membrane potential in PC12 cells using fluorescent dyes, fura- 2/AM and bisoxonol, respectively. The results were as follows： 1) Sertraline, a selective serotonin reuptake inhibitor(SSRI), inhibited the increment of [Ca2＋]i induced by high 60 mM KCl and 100 μM ATP with an IC 50 value of 2.5μM and 5.4μM, respectively. 2) SSRIs(sertraline, paroxetine and fluoxetine) and tricyclic antidepressants(imipramine and amitriptyline) had strong effects on the inhibition of both voltage-dependent Ca2＋ channel and receptor-dependent Ca2＋ channel, whereas atypical antidepressant(trazodone) and MAO inhibitor (moclobemide) had little effects. 3) Sertraline itself depolarized the membrane potential in a sustained manner depending on its own concentration and it also increased the basal level of [Ca2＋]i. 4) The increment of [Ca2＋]i might be induced partly by the release from the intracellular calcium store, but mostly induced by the calcium transport through membrane. 5) Among those antidepressants tested, sertraline was the most potent one. Other SSRIs(paroxetine and fluoxetine) and tricyclic antidepressants(imipramine and amitriptyline) were moderately potent. Atypical antidepressant(trazodone) had little effects, and MAO inhibitor(moclobemide) had no effect on the depolarization. 6) External application of ATP induced temporary depolarization. This effect was blocked by prior treatment with sertraline with an IC 50 value of 30μM. 7) The increment of [Ca2＋]i through voltage-dependent Ca2＋ channel was almost inhibited by a selective calcium channel blocker(nimodipine). However, the ATP-induced increment of [Ca2＋]i was partially inhibited by nimodipine. These inhibitory effects were potentiated by the addition of sertraline. In the light of these results, it is likely that SSRIs and tricyclic antidepressants could show the blocking effects on both voltage-depeendent and receptor-dependentcalcium channel by depolarizing neuronal cell membrane potential in a sustained manner and by increasing intracellular free calcium level.