本薬、ニモジピン、エンドスルファンは、2孔ドメインKチャネル（UNC-58）の機能増加突然変異によって引き起こされる行動異常を異なる方法で抑制した

Clozapine, nimodipine and endosulfan differentially suppress behavioral defects caused by gain-of-function mutations in a two-pore domain K channel (UNC-58).

• Merve Kasap
• Donard S Dwyer

抄録

2孔ドメインKチャネル(K2P)は、興奮性細胞の安静時膜電位を制御し、脱分極のしやすさを決定する。線虫では、これらのチャネルの一つ（unc-58）に機能獲得変異（gf）が生じると、Naコンダクタンスチャネルに切り替わり、振戦や麻痺などの障害を引き起こす。私たちは、過剰に活性化されたチャネルを遮断または調節することで、unc-58(gf)変異動物のこれらの欠陥を修正する薬剤を同定することが可能ではないかと考えた。その結果、前方への効果的な運動の欠如が最も明らかな欠陥であることから、餌上での動物の飛散を調べた。さらに、24時間にわたる卵の放出を定量化した。哺乳類のK2Psの既知の阻害剤と直接構造に基づいたスクリーニングから始めて、これらのアッセイにおいて多数の薬剤を評価した。ヒトKCNK18を阻害するLoratadineは、メチオテピンと同様に運動を有意に改善した。GABA-A受容体アンタゴニストであるエンドスルファンは、unc-58(gf)株において運動量を補正することを確認した。また、他のヒット薬との構造的類似性から、本薬、ロキサピン、アモキサピンが異常な表現型を強力に抑制することを見出した。不思議なことに、Caチャネル遮断薬であるニモジピンは、unc-58(e665)株では運動と産卵を劇的に改善したが、unc-58(n495)株では改善しなかった。分子モデリングにより、e665 と n495 の突然変異の位置に基づいて、この違いの原因となる可能性があることが明らかになった。この研究は、新規のK2Pモジュレーターの同定と創薬のための潜在的なリードにつながる可能性があります。

Two-pore domain K channels (K2 Ps) regulate the resting membrane potential in excitable cells and determine ease of depolarization. Gain-of-function (gf) mutations in one of these channels (unc-58) in C. elegans switch it to a Na conductance channel and cause tremors, paralysis and other defects. We hypothesized that it should be possible to identify drugs that corrected these defects in unc-58(gf) mutant animals by blocking or modulating the over-active channels. We examined dispersal of animals on food because the absence of effective forward locomotion is the most obvious defect. In addition, we quantified egg release over 24 hr. Starting with a known inhibitor of mammalian K2 Ps and directed structure-based screening, we evaluated numerous drugs in these assays. Loratadine, which inhibits human KCNK18, significantly improved movement as did methiothepin. We confirmed that endosulfan, a GABA-A receptor antagonist, corrected locomotion in the unc-58(gf) strains. Based on structural similarities to other hits, we found that clozapine, loxapine and amoxapine potently suppressed abnormal phenotypes. Curiously, nimodipine, a Ca-channel blocker, dramatically improved movement and egg laying in unc-58(e665), but not unc-58(n495) animals. Molecular modeling provided initial insights into a possible basis for this difference based on the location of the e665 and n495 mutations. This research may lead to identification of novel K2 P modulators and potential leads for drug discovery.

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