Interactions between P2Y receptors in pain sensation

Nukleotide tragen zur Schmerzempfindung bei, wobei die Frage, welche G Protein gekoppelten Nukleotidrezeptoren (P2Y) und deren Signalkaskaden beteiligt sind, weitgehend ungeklärt blieb. Diese Fragestellung wurde im Rahmen dieser Dissertation bearbeitet. Neurone der Spinalganglien (engl. Dorsal Root Ganglion, DRG) aus Ratten wurden unter Strom- und Spannungsklemme (Current- bzw. Voltage Clamp) mit Nukleotiden überspült. In Current Clamp Versuchen depolarisierten Adenosin Triphosphat (ATP), Adenosin Diphosphat (ADP) und Uridin Triphosphat (UTP), aber nicht Uridin Diphosphat (UDP) die Neurone und verstärkten das Feuern von Aktionspotentialen in Antwort auf Strominjektionen. Der P2Y2 bevorzugende Agonist 2-thio-UTP war dabei equipotent mit UTP. Der selektive P2Y1 Rezeptor Antagonist MRS2179 schwächte den Effekt von ADP stark ab, veränderte aber den Effekt von 2-thio-UTP nicht. Daher werden die exzitatorischen Effekte der Nukleotide durch zwei unterschiedliche Rezeptoren, P2Y1 und P2Y2, vermittelt. Aktivierung jedes dieser beiden Rezeptoren durch ADP beziehungsweise 2-thio-UTP unter Voltage Clamp Bedingungen führte einerseits zur Hemmung von Strömen durch Kv7 Kanäle, andererseits zur Verstärkung von Strömen durch TRPV1 Kanäle. Beide Effekte wurden durch Inhibitoren von Phospholipase C oder Ca2+-ATPase und durch die Reduktion von intrazellulärem Ca2+ durch Ca2+ Chelatoren aufgehoben. Der Effekt auf TRPV1, aber nicht die Hemmung von Kv7, konnte durch Inhibitoren von Protein Kinase C aufgehoben werden. Gleichzeitige Blockade von Kv7 Kanälen und TRPV1 Kanälen verhinderte die Nukleotid ausgelöste Membrandepolarisation und das Feuern von Aktionspotentialen. Daher vermitteln die in dieser Dissertation untersuchten P2Y1 und P2Y2 Rezeptoren eine Erregung von DRG Neuronen durch eine Hemmung von Kv7 Kanälen und durch Potenzierung von TRPV1 Kanälen. Dem zu Grunde liegt ein gemeinsamer zweigeteilter Signalweg, welcher einerseits zu einem Anstieg des intrazellulären Ca2+ und andererseits zur Aktivierung von Protein Kinase C führt.Nucleotides contribute to the sensation of acute and chronic pain, but it always remained a question which G protein-coupled nucleotide (P2Y) receptors and associated signaling cascades are involved. This issue was resolved in this dissertation. Nucleotides were applied to dorsal root ganglion neurons under current- and voltage-clamp conditions. In current clamp, adenosine triphosphate (ATP), adenosine diphosphate (ADP), and uridine triphosphate (UTP), but not uridine diphosphate (UDP), depolarized the neurons and enhanced action potential firing in response to current injections. The P2Y2 receptor preferring agonist 2-thio-UTP was equipotent to UTP in eliciting these effects. The selective P2Y1 receptor antagonist MRS2179 largely attenuated the excitatory effects of ADP, but left those of 2-thio-UTP unaltered. Thus, the excitatory effects of the nucleotides were mediated by two different P2Y receptors, P2Y1 and P2Y2. Activation of each of these two receptors by either ADP or 2-thio-UTP, in voltage clamp conditions, inhibited currents through Kv7 channels, on one hand, and facilitated currents through TRPV1 channels, on the other hand. Both effects were abolished by inhibitors of phospholipase C or Ca2+-ATPase and by chelation of intracellular Ca2+. The facilitation of TRPV1, but not the inhibition Kv7 channels, was prevented by a protein kinase C inhibitor. Simultaneous blockage of Kv7 channels and of TRPV1 channels prevented nucleotide-induced membrane depolarization and action potential firing. Thus, P2Y1 and P2Y2 receptors, studied in this dissertation, mediate an excitation of dorsal root ganglion neurons by nucleotides through the inhibition of Kv7 channels and the facilitation of TRPV1 channels via a common bifurcated signaling pathway relying on an increase in intracellular Ca2+ and an activation of protein kinase C, respectively.by Arsalan YousufAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassershttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3144389/?tool=pmcentrezWien, Med. Univ., Diss., 2011OeBB(VLID)188344