エタノールに対する正常な感受性と迅速な耐性は、ショウジョウバエの楕円体神経細胞におけるGタンパク質受容体キナーゼ2を必要とする

Normal Ethanol Sensitivity and Rapid Tolerance Require the G Protein Receptor Kinase 2 in Ellipsoid Body Neurons in Drosophila.

• Yuan Yuan Kang
• Yusuke Wachi
• Elizabeth Engdorf
• Emiliano Fumagalli
• Youyou Wang
• Jennifer Myers
• Shebna Massey
• Antony Greiss
• Shiyu Xu
• Gregg Roman

抄録

背景:

Gタンパク質シグナル伝達経路は、エタノール（EtOH）が運動、覚醒、シナプス可塑性に与える影響に影響を与える行動や神経機能の主要な神経調節機構である。本研究では、ショウジョウバエのGタンパク質共役型受容体キナーゼ2（GPRK2）が、GRK4/5/6サブファミリーの一員として、エタノール誘発行動の調節に新たな役割を果たしていることを報告する。

BACKGROUND: G protein signaling pathways are key neuromodulatory mechanisms for behaviors and neurological functions that affect the impact of ethanol (EtOH) on locomotion, arousal, and synaptic plasticity. Here, we report a novel role for the Drosophila G protein-coupled receptor kinase 2 (GPRK2) as a member of the GRK4/5/6 subfamily in modulating EtOH-induced behaviors.

方法:

我々は、ショウジョウバエのGprk2のEtOH鎮静に対するナイーブな感受性と、一回のEtOH曝露後に急速に耐性を発現するハエの能力の要件を、右傾化反射の損失（LORR）とハエ群活動モニター（FlyGrAM）アッセイを用いて研究した。

METHODS: We studied the requirement of Drosophila Gprk2 for naïve sensitivity to EtOH sedation and ability of the fly to develop rapid tolerance after a single exposure to EtOH, using the loss of righting reflex (LORR) and fly group activity monitor (FlyGrAM) assays.

結果:

機能喪失型Gprk2変異体は、アルコール誘発性の多動性の増加、EtOHの鎮静効果に対する感受性の低下、一回の中毒暴露後の迅速耐性の低下を示した。EtOHによる鎮静と迅速耐性におけるGprk2の必要性は、ショウジョウバエの脳内の楕円体ニューロンにマップされており、野生型Gprk2が運動と警戒心の調節に必要であることを示唆している。しかし、Gprk2の機能喪失は睡眠の減少と断片化をもたらすが、この睡眠状態の変化は、楕円体におけるGprk2の発現に依存しないことが示された。

RESULTS: Loss-of-function Gprk2 mutants demonstrate an increase in alcohol-induced hyperactivity, reduced sensitivity to the sedative effects of EtOH, and diminished rapid tolerance after a single intoxicating exposure. The requirement for Gprk2 in EtOH sedation and rapid tolerance maps to ellipsoid body neurons within the Drosophila brain, suggesting that wild-type Gprk2 is required for modulation of locomotion and alertness. However, even though Gprk2 loss of function leads to decreased and fragmented sleep, this change in the sleep state does not depend on Gprk2 expression in the ellipsoid body.

結論:

GPRK2に関する我々の研究は、このGRK4/5/6サブファミリーのメンバーがEtOH感受性と急速な耐性における役割を確立した。

CONCLUSION: Our work on GPRK2 has established a role for this GRK4/5/6 subfamily member in EtOH sensitivity and rapid tolerance.

© 2020 The Authors. Alcoholism: Clinical & Experimental Research published by Wiley Periodicals LLC on behalf of Research Society on Alcoholism.