ตัวรับ GABA

ตัวรับ GABA เป็นกลุ่มของตัวรับที่ตอบสนองต่อสารสื่อประสาทแกมมา-อะมิโนบิวทิริกแอซิด (GABA) ซึ่งเป็นสาร ยับยั้งหลักในระบบประสาทส่วนกลางของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ที่โตเต็มวัย มีตัวรับ GABA สองประเภท ได้แก่GABA [ 1 ]และGABA ตัวรับ GABA เป็นช่องไอออนที่ควบคุมด้วยลิแกนด์ (เรียกอีกอย่างว่า ตัวรับ ไอโอโนโทรปิก ) ในขณะที่ตัวรับ GABA เป็นตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีน Gหรือเรียกอีกอย่างว่าตัวรับเมตาโบโทรปิก
ช่องไอออนที่ควบคุมด้วยลิแกนด์

ตัวรับGABA
เป็นที่ยอมรับกันมานานแล้วว่า สำหรับเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นด้วยบิคูคูลลีนและพิโครทอกซินการตอบสนองแบบยับยั้งอย่างรวดเร็วต่อ GABA นั้นเกิดจากการกระตุ้นโดยตรงของช่องแอนไอออน[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ต่อมาช่องนี้ถูกเรียกว่าตัวรับGABA [ 7 ] ตัวรับ GABA ที่ตอบสนองอย่างรวดเร็วเป็น สมาชิกของกลุ่มช่องไอออน แบบ Cys-loop ที่ควบคุมด้วยลิแกนด์ [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] สมาชิกของซูเปอร์แฟมิลีนี้ ซึ่งรวมถึงตัวรับอะเซทิลโคลีนนิโคตินิก ตัว รับ GABA ตัวรับไกลซีนและ ตัวรับ 5-HT มีลักษณะเฉพาะคือลูปที่เกิดจากพันธะไดซัลไฟด์ระหว่างหมู่ซิสเทอีน สองหมู่ [ 1 ]
ในตัวรับ GABA แบบไอโอโนโทรปิ ก การจับกันของโมเลกุล GABA กับตำแหน่งการจับในส่วนนอกเซลล์ของตัวรับจะกระตุ้นการเปิดรูพรุนที่เลือกไอออนคลอไรด์[ 11 ]การนำไฟฟ้า ของ คลอไรด์ที่เพิ่มขึ้นจะผลักดันศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ไปสู่ศักย์ผกผันของไอออน Cl¯ ซึ่งอยู่ที่ประมาณ –75 mVในเซลล์ประสาท ยับยั้งการเกิดศักย์การกระทำ ใหม่ กลไกนี้เป็นสาเหตุของ ผล การระงับประสาทของสารกระตุ้นอัลโลสเตอริก GABA นอกจากนี้ การกระตุ้นตัวรับ GABA ยังนำไปสู่สิ่งที่เรียกว่าการยับยั้งแบบชุนติ้งซึ่งลดความตื่นตัวของเซลล์โดยไม่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของศักย์เยื่อหุ้มเซลล์
มีรายงานจำนวนมากเกี่ยวกับตัวรับ GABA ที่กระตุ้น ตามทฤษฎี GABA ที่กระตุ้น ปรากฏการณ์นี้เกิดจากความเข้มข้นของไอออน Cl¯ ภายในเซลล์ที่เพิ่มขึ้น ไม่ว่าจะในระหว่างการพัฒนาของระบบประสาท[ 12 ] [ 13 ]หรือในประชากรเซลล์บางกลุ่ม[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]หลังจากช่วงการพัฒนานี้ ปั๊มคลอไรด์จะถูกควบคุมและแทรกเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ โดยสูบไอออน Cl −เข้าไปในช่องว่างนอกเซลล์ของเนื้อเยื่อ การเปิดเพิ่มเติมผ่านการจับของ GABA กับตัวรับจะทำให้เกิดการตอบสนองแบบยับยั้ง การกระตุ้นมากเกินไปของตัวรับนี้จะทำให้เกิดการปรับโครงสร้างของตัวรับและการเว้าเข้าไปของตัวรับ GABA ในที่สุด ผลที่ได้คือ การจับของ GABA เพิ่มเติมจะถูกยับยั้ง และศักยภาพหลังไซแนปส์แบบยับยั้งจะไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไป
อย่างไรก็ตาม ทฤษฎี GABA ที่กระตุ้นการทำงานนั้นถูกตั้งคำถามว่าอาจเป็นผลจากเงื่อนไขการทดลอง โดยข้อมูลส่วนใหญ่ที่ได้มาจากการทดลองชิ้นส่วนสมองในหลอดทดลองนั้นอาจได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นไปตามสรีรวิทยา เช่น การเผาผลาญพลังงานที่ไม่เพียงพอและความเสียหายของเซลล์ประสาท ข้อโต้แย้งเกิดขึ้นเมื่อการศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่า GABA ในชิ้นส่วนสมองของทารกแรกเกิดจะกลายเป็นสารยับยั้งหากกลูโคสในสารละลายที่ใช้ในการชะล้างถูกเสริมด้วยสารคีโตน ไพรูเวท หรือแลคเตท[ 17 ] [ 18 ]หรือว่า GABA ที่กระตุ้นการทำงานนั้นเป็นผลจากความเสียหายของเซลล์ประสาท[ 19 ]การศึกษาต่อมาจากผู้ริเริ่มและผู้สนับสนุนทฤษฎี GABA ที่กระตุ้นการทำงานได้ตั้งคำถามถึงผลลัพธ์เหล่านี้[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]แต่ความจริงยังคงคลุมเครือจนกว่าจะสามารถอธิบายผลกระทบที่แท้จริงของ GABA ในสมองที่มีชีวิตได้อย่างชัดเจน นับตั้งแต่นั้นมา การใช้เทคโนโลยี เช่น การตรวจทางไฟฟ้าสรีรวิทยา/การถ่ายภาพในร่างกาย และออปโตเจเนติกส์ มีการศึกษาในร่างกาย 2 ครั้งที่รายงานผลของ GABA ต่อสมองของทารกแรกเกิด และทั้งสองครั้งแสดงให้เห็นว่า GABA มีฤทธิ์ยับยั้งโดยรวม โดยการกระตุ้นในสมองของหนูที่กำลังพัฒนาไม่ได้ส่งผลให้เกิดการกระตุ้นเครือข่าย[ 23 ]แต่กลับนำไปสู่การลดลงของกิจกรรม[ 24 ] [ 25 ]
ตัวรับ GABA มีอิทธิพลต่อการทำงานของระบบประสาทโดยการประสานงานกับกระบวนการกลูตาเมอร์จิก[ 26 ]
ตัวรับ GABA -ρ
ตัว รับ GABA ชนิดไอโอโนโทรปิกย่อยที่ไม่ไวต่อตัวปรับอัลโลสเตอริกทั่วไปของช่องตัวรับ GABA เช่นเบนโซไดอะซีพีนและบาร์บิทูเรต [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] ได้รับการกำหนดให้เป็นตัวรับ GABA [ 30 ] [ 31 ]การตอบสนองตามธรรมชาติของตัวรับ GABA เกิดขึ้นใน เซลล์ไบโพลาร์หรือเซลล์แนวนอน ของเรตินาในสัตว์มีกระดูกสันหลังหลายชนิด[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]
ตัวรับ GABA ประกอบด้วยซับยูนิต ρ (rho) ที่เกี่ยวข้องกับซับยูนิตของตัวรับ GABA [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]แม้ว่าคำว่า "ตัวรับ GABA " จะถูกใช้บ่อย แต่ GABA อาจถูกมองว่าเป็นตัวแปรภายในตระกูลตัวรับ GABA [ 8 ]บางคนโต้แย้งว่าความแตกต่างระหว่างตัวรับ GABA และ GABA นั้นมีมากพอที่จะ justifies การคงไว้ซึ่งความแตกต่างระหว่างสองคลาสย่อยของตัวรับ GABA นี้[ 39 ] [ 40 ]อย่างไรก็ตาม เนื่องจากตัวรับ GABA มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดในลำดับ โครงสร้าง และหน้าที่กับตัวรับ GABA อื่นๆ นอกเหนือจากตัวรับที่มีซับยูนิต ρ ปรากฏให้เห็นถึงเภสัชวิทยาของ GABA คณะกรรมการกำหนดชื่อของIUPHARจึงแนะนำว่าไม่ควรใช้คำว่า GABA อีกต่อไป และควรกำหนดตัวรับ ρ เหล่านี้เป็นกลุ่มย่อย ρ ของตัวรับ GABA (GABA -ρ) [ 41 ]
ตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีนจี
ตัวรับGABA
การตอบสนองช้าต่อ GABA เกิดขึ้นโดยตัวรับGABA [ 42 ]ซึ่งเดิมทีถูกกำหนดตามคุณสมบัติทางเภสัชวิทยา[ 43 ]
ในการศึกษาที่มุ่งเน้นการควบคุมการปล่อยสารสื่อประสาท พบว่าตัวรับ GABA มีหน้าที่ในการปรับการปล่อยสารสื่อประสาทที่ถูกกระตุ้นในการเตรียมเนื้อเยื่อที่แยกออกมาหลายชนิด ความสามารถของ GABA ในการยับยั้งการปล่อยสารสื่อประสาทจากการเตรียมเหล่านี้ไม่ถูกปิดกั้นโดยบิคูคูลลีน ไม่ถูกเลียนแบบโดยไอโซกูวาซีนและไม่ขึ้นอยู่กับ Cl¯ ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นลักษณะเฉพาะของ ตัวรับ GABA การค้นพบที่โดดเด่นที่สุดคือการพบว่าแบคโลเฟน (β-พาราคลอโรฟีนิล GABA) ซึ่งเป็นยาคลายกล้ามเนื้อที่ใช้ในทางคลินิก[ 44 ] [ 45 ]เลียนแบบผลของ GABA ในลักษณะสเตอริโอซีเลคทีฟ
การศึกษาการจับลิแกนด์ในภายหลังได้ให้หลักฐานโดยตรงของตำแหน่งการจับของแบคโลเฟนบนเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทส่วนกลาง[ 46 ] การโคลน cDNAยืนยันว่าตัวรับ GABA เป็นของตระกูลตัวรับที่เชื่อมโยงกับโปรตีน G [ 47 ] ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวรับ GABA ได้รับการทบทวนในที่อื่นแล้ว[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]
ความแปรผันทางพันธุกรรมของยีนตัวรับ GABA
ยีนสองตัวที่แยกกันบนโครโมโซมสองตัวควบคุมการสังเคราะห์ GABA ได้แก่ ยีนกลูตาเมตดีคาร์บอกซิเลสและยีนอัลฟา-คีโตกลูตาเรตดีคาร์บอกซิเลส แม้ว่าจะยังไม่มีการวิจัยมากนักเพื่ออธิบายปรากฏการณ์โพลีจีนิกนี้[ 56 ]ยีนตัวรับ GABA ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดมากขึ้น และหลายคนได้ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับผลเสียของโพลีมอร์ฟิซึมในยีนตัวรับเหล่านี้ โพลีมอร์ฟิซึมแบบนิวคลีโอไทด์เดี่ยว (SNP) ที่พบได้บ่อยที่สุดในยีนตัวรับ GABA rho 1, 2 และ 3 (GABBR1, GABBR2 และ GABBR3) ได้รับการสำรวจในวรรณกรรมเมื่อไม่นานมานี้ นอกเหนือจากผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากโพลีมอร์ฟิซึมเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม งานวิจัยบางชิ้นได้แสดงให้เห็นว่ามีหลักฐานว่าโพลีมอร์ฟิซึมเหล่านี้ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงคู่เบสเดี่ยวอาจเป็นอันตรายได้
มีการค้นพบว่าอัลลีลย่อยของโพลีมอร์ฟิซึมนิวคลีโอไทด์เดี่ยวที่ GABBR1 ที่รู้จักกันในชื่อ rs1186902 มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับอายุที่เริ่มเป็นไมเกรนที่ช้าลง[ 57 ]แต่สำหรับ SNP อื่นๆ ไม่พบความแตกต่างระหว่างความแปรผันทางพันธุกรรมและอัลลีลในกลุ่มควบคุมเทียบกับผู้เข้าร่วมที่เป็นไมเกรน ในทำนองเดียวกัน ในการศึกษาที่ตรวจสอบ SNP ใน rho 1, 2 และ 3 และความเกี่ยวข้องของพวกมันในอาการสั่นที่เกิดจากความผิดปกติของระบบประสาท พบว่าไม่มีความแตกต่างในความถี่ของตัวแปรอัลลีลของโพลีมอร์ฟิซึมสำหรับกลุ่มควบคุมเทียบกับผู้เข้าร่วมที่มีอาการสั่นที่เกิดจากความผิดปกติของระบบประสาท[ 58 ]ในทางกลับกัน การวิจัยที่ตรวจสอบผลกระทบของ SNP ในผู้เข้าร่วมที่มีอาการขาอยู่ไม่สุข พบว่า "มีความสัมพันธ์ระหว่างโพลีมอร์ฟิซึม GABRR3rs832032 กับความเสี่ยงต่อ RLS และผลกระทบของการปรับเปลี่ยนของ GABRA4 rs2229940 ต่ออายุที่เริ่มมีอาการของ RLS" ซึ่งอย่างหลังนี้เป็นโพลีมอร์ฟิซึมของยีนที่ปรับเปลี่ยน[ 59 ] SNP ของตัวรับ GABA ที่พบได้บ่อยที่สุดไม่สัมพันธ์กับผลกระทบต่อสุขภาพที่เป็นอันตรายในหลายกรณี แต่สัมพันธ์กันในบางกรณี
ตัวอย่างที่สำคัญอย่างหนึ่งของการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายคือความสัมพันธ์ที่สำคัญระหว่างโพลีมอร์ฟิซึมของยีนตัวรับ GABA หลายตัวกับโรคจิตเภท เนื่องจาก GABA เป็นส่วนสำคัญในการปล่อยสารสื่อประสาทที่ยับยั้งซึ่งทำให้เกิดผลสงบและมีบทบาทในการลดความวิตกกังวล ความเครียด และความกลัว จึงไม่น่าแปลกใจที่โพลีมอร์ฟิซึมในยีนเหล่านี้ส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพจิตมากกว่าสุขภาพกาย จากการวิเคราะห์ SNP จำนวน 19 ตัวในยีนตัวรับ GABA ต่างๆ พบว่า SNP 5 ตัวในกลุ่ม GABBR2 มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับโรคจิตเภท[ 60 ]ซึ่งทำให้เกิดความถี่ของแฮพลอไทป์ที่ไม่คาดคิดซึ่งไม่พบในการศึกษาที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้
การศึกษาหลายชิ้นได้ยืนยันความสัมพันธ์ระหว่างความผิดปกติจากการใช้แอลกอฮอล์และโพลีมอร์ฟิซึม rs279858 บนยีน GABRA2 และคะแนนผลกระทบเชิงลบจากแอลกอฮอล์ที่สูงขึ้นสำหรับบุคคลที่เป็นโฮโมไซกัสที่ SNP ทั้งหกตัว[ 61 ]นอกจากนี้ การศึกษาที่ตรวจสอบโพลีมอร์ฟิซึมในยีนซับยูนิตเบต้า 2 ของตัวรับ GABA พบความสัมพันธ์กับโรคจิตเภทและโรคอารมณ์สองขั้ว และตรวจสอบ SNP สามตัวและผลกระทบต่อความถี่ของโรคและปริมาณการรักษา[ 62 ]ข้อค้นพบที่สำคัญของการศึกษานี้คือโรคจิตเภทเชิงหน้าที่ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นมาตราส่วนของฟีโนไทป์มากกว่าหมวดหมู่ที่แตกต่างกัน
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ฐานข้อมูล IUPHAR GPCR - ตัวรับ GABA เก็บถาวรเมื่อวันที่ 19 กันยายน 2021 ที่Wayback Machine
- GABA+Receptor ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา