5-HT 수용체
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1. 개요
5-HT 수용체는 G 단백질 연결 수용체(GPCR)와 리간드 개폐 이온 채널로 분류되며, 중추 및 말초 신경계에 분포한다. 현재까지 14개의 아형이 확인되었으며, 각 아형은 작용 기전, 분포, 기능이 다르다. 5-HT1, 5-HT2, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6, 5-HT7 계열로 나뉘며, 5-HT3 수용체를 제외한 모든 수용체는 G 단백질 연결 수용체이다. 각 수용체는 다양한 생리적 기능에 관여하며, 불안, 우울, 편두통 등과 관련된 질병의 치료 표적으로 활용된다.
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| 5-HT 수용체 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 유형 | 막 단백질 |
| 하위 유형 | 5-HT1 수용체 5-HT2 수용체 5-HT3 수용체 5-HT4 수용체 5-HT5 수용체 5-HT6 수용체 5-HT7 수용체 |
| 리간드 | 세로토닌 (내생적) LSD 부스피론 테그라세로드 메테르골린 클로자핀 올란자핀 퀘티아핀 리스페리돈 아미트립틸린 이미프라민 벤라팍신 |
| 기능 | 신경 전달 기분 조절 식욕 수면 인지 구토 유발 |
| 식별 | |
| 유전자 | 인간의 경우 HTR1A, HTR1B, HTR1D, HTR1E, HTR1F, HTR2A, HTR2B, HTR2C, HTR3A, HTR3B, HTR3C, HTR3D, HTR3E, HTR4, HTR5A, HTR6, HTR7 |
| 앙트레즈 | HTR1A, HTR1B, HTR1D, HTR1E, HTR1F, HTR2A, HTR2B, HTR2C, HTR3A, HTR3B, HTR3C, HTR3D, HTR3E, HTR4, HTR5A, HTR6, HTR7 |
| 심볼 | HTR1A HTR1B HTR1D HTR1E HTR1F HTR2A HTR2B HTR2C HTR3A HTR3B HTR3C HTR3D HTR3E HTR4 HTR5A HTR6 HTR7 |
| 외부 데이터 | 위키데이터 Q418134 |
2. 분류
5-HT 수용체는 G 단백질 연결 수용체 (GPCR) 계열과 리간드 개폐 이온 채널 계열로 크게 나눌 수 있다. G 단백질 연결 수용체는 7개의 막관통 도메인을 가지며, 세포 내 신호 전달을 통해 다양한 효과를 나타낸다. 리간드 개폐 이온 채널은 이온의 세포막 투과를 조절하여 빠른 신경 전달을 매개한다. 현재까지 14종의 5-HT 수용체 아형이 확인되었으며, 이들은 작용 기전, 분포, 기능 등에 따라 분류된다.[9]
배추흰나비에서 새로운 5-HT 수용체가 분리되어 pr5-HT8로 명명되었지만, 이 수용체는 포유류에서는 발견되지 않으며, 알려진 5-HT 수용체들과 낮은 유사성을 보인다.[7]
5-HT1P 수용체는 기능적 연구와 방사성 리간드 결합 연구를 통해 구분되지만, 아직 확실하게 확인되지는 않았다.[10][11]
| 수용체 | 클로닝 - PDB | 유전자 | 분포 | 기능 | 작용제 | 수용체 길항제 | 작용 약물 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 혈관 | CNS | GI관 | 혈소판 | PNS | 평활근 | |||||||
| 5-HT1A | 1987 – | Yes | Yes | No | No | No | No | |||||
| 5-HT1B | 1992 – 6g79 | Yes | Yes | No | No | No | No | |||||
| 5-HT1D | 1991 – 7e32 | Yes | Yes | No | No | No | No | |||||
| 5-HT1E | 1992 – 7e33 | Yes | Yes | No | No | No | No | |||||
| 5-HT1F | 1993 – 7exd | No | Yes | No | No | No | No | |||||
| 5-HT1P | 복제되지 않음 | No | No | Yes | No | No | No | |||||
| 5-HT2A | 1988 | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | |||||
| 5-HT2B | 1992 | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | |||||
| 5-HT2C | 1988 | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | |||||
| 5-HT3 | 1993 | No | Yes | Yes | No | Yes | No | |||||
2. 1. 5-HT1 계열
5-HT1 수용체는 Gi/Go 단백질과 결합하여 cAMP (cyclic AMP) 생성을 억제한다.[117] 이 계열에는 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1D, 5-HT1E, 5-HT1F 수용체가 속한다.| 수용체 | 작용 | 작용제 | 길항제 |
|---|---|---|---|
| 5-HT1A | 중추 신경계: 신경 억제, 행동적 영향 (수면, 섭식, 체온 조절, 항불안) | 탄도스피론, 부스피론 | 스피페론, 메티오테핀, 에르고타민, 요힘빈 |
| 5-HT1B | 중추 신경계: 시냅스 전 억제, 행동적 영향 (폐 혈관 수축) | 에르고타민, 수마트립탄 | 메티오테핀, 요힘빈, 메텔고린 |
| 5-HT1D | 중추 신경계: 운동; (혈관: 뇌 혈관 수축) | 수마트립탄 | 메티오테핀, 요힘빈, 메텔고린, 에르고타민 |
5-HT1 수용체는 주로 중추신경계에 분포하며, 억제성 신경 전달에 관여한다. 이들은 불안, 우울, 편두통 등과 관련이 있는 것으로 알려져 있다.
2. 2. 5-HT2 계열
5-HT2 수용체는 Gq/G11 단백질과 결합하여 포스포리파아제 C를 활성화하고, 세포 내 IP3 (inositol trisphosphate) 및 DAG (diacylglycerol) 농도를 증가시킨다.[117] 이는 흥분성 신경 전달을 유발한다.5-HT2 수용체 계열에는 5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C 수용체가 포함된다.
- 5-HT2A 수용체: 중추신경계에서 신경 흥분, 행동적 영향, 평활근 수축, 혈관 수축 및 확장, 혈소판 응집 등에 관여한다. α-메틸-5-HT, LSD 등이 작용제로, 케탄세린, 시프로헵타딘, 피조티펜, LSD, 비정형 항정신병 약물 등이 길항제로 작용한다.
- 5-HT2B 수용체: 위에서 수축을 일으킨다. 노르펜플루라민, α-메틸-5-HT, LSD 등이 작용제로, 요힘빈, LSD 등이 길항제로 작용한다.
- 5-HT2C 수용체: 중추신경계의 맥락총에서 뇌척수액 (CSF) 분비에 관여한다. α-메틸-5-HT, 아고멜라틴, LSD 등이 작용제로, 메스렐긴, 아고멜라틴, LSD 등이 길항제로 작용한다.
조현병의 음성 증상이나 항정신병 약물의 부작용인 파킨슨 증상을 개선하는 것은 세로토닌 5-HT2A 수용체 길항 작용을 갖는 비정형 항정신병 약물로 알려져 있다.
2. 3. 5-HT3 계열
5-HT3 수용체는 리간드 개폐 이온 채널로, 세로토닌이 결합하면 나트륨 이온(Na+)과 칼륨 이온(K+)의 투과도를 증가시켜 탈분극을 유발한다.[1][2] 이는 빠른 흥분성 신경 전달에 관여한다. 5-HT3 수용체는 중추 및 말초 신경계에 분포하며, 신경 흥분, 불안, 구토 등에 영향을 미친다.[1][2]| 작용 | 작용제 | 길항제 |
|---|---|---|
| 중추 신경계, 말초 신경계: 신경 흥분, 불안, 구토 | 2-메틸-5-HT | 메토클로프라미드 (고용량), 렌자프라이드(:en:renzapride), 온단세트론, 알로세트론(:en:alosetron), 메만틴, 라모세트론 |
2. 4. 5-HT4, 5-HT5, 5-HT6, 5-HT7 계열
5-HT4 수용체는 Gs 단백질과 결합하여 cAMP의 세포 수준을 증가시켜 흥분을 유발한다.[117] 소화관과 중추신경계에서 신경 흥분과 위장 운동을 조절한다. 작용제로는 5-메톡시트립타민, 메토클로프라미드, 렌자프라이드(:en:renzapride), 테가세로드(:en:tegaserod) 등이 있으며, 길항제로는 GR113808이 있다.5-HT5 수용체는 Gi/Go 단백질과 결합하여 cAMP의 세포 수준을 감소시켜 억제를 유발한다.[117] 중추신경계에서의 기능은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다.
5-HT6 수용체는 Gs 단백질과 결합하여 cAMP의 세포 수준을 증가시켜 흥분을 유발한다.[117] 중추신경계에서 장기 기억 및 신경 영양 인자 조절에 관여하며, 클로자핀이 길항제로 작용한다.
5-HT7 수용체는 Gs 단백질과 결합하여 cAMP의 세포 수준을 증가시켜 흥분을 유발한다.[117] 중추신경계, 소화관, 혈관에서의 기능은 아직 명확하게 밝혀지지 않았으며, 작용제로는 5-카르복시트립타민, LSD 등이 있고, 길항제로는 메티오테핀이 있다.
3. 아형
7개의 일반적인 세로토닌 수용체 종류는 총 14개의 알려진 세로토닌 수용체를 포함한다.[9] 15번째 수용체 5-HT1P는 기능적 연구와 방사성 리간드 결합 연구를 통해 구별되었지만, 그 존재는 아직 확정적으로 확인되거나 반증되지 않았다.[10][11]
| 세로토닌 수용체 정보 (별도로 언급되지 않는 한 인간의 이성질체) | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 수용체 | 처음 클로닝 - PDB 항목 | 유전자 | 분포 | 기능 | 작용제 | 수용체 길항제 | 이 수용체에 작용하는 약물의 용도 | |||||
| 혈관 | CNS | GI관 | 혈소판 | PNS | 평활근 | |||||||
| 5-HT1A | 1987 – | HTR1A | Yes | Yes | No | No | No | No | ||||
| 5-HT1B | 1992 – | HTR1B | Yes | Yes | No | No | No | No | ||||
| 5-HT1D | 1991 – | HTR1D | Yes | Yes | No | No | No | No | ||||
| 5-HT1E | 1992 – | HTR1E | Yes | Yes | No | No | No | No | | | | | ||
| 5-HT1F | 1993 – | HTR1F | No | Yes | No | No | No | No | | | |||
| 5-HT1P | 복제되지 않음 | No | No | Yes | No | No | No | |||||
| 5-HT2A | 1988 | HTR2A | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | ||||
| 5-HT2B | 1992 | HTR2B | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | ||||
| 5-HT2C | 1988 | HTR2C | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | Yes | ||||
| 5-HT3 | 1993 | HTR3A, HTR3B, HTR3C, HTR3D, HTR3E | No | Yes | Yes | No | Yes | No | ||||
4. 임상적 의의
5-HT 수용체는 다양한 질환의 병태 생리에 관여하며, 많은 약물의 작용 표적이 된다.
5. 5-HT1-like
1998년까지, 다수의 수용체들이 "5-HT1-like"로 분류되었으나, 이들이 5-HT1B, 5-HT1D, 5-HT7 수용체의 이질적인 집단이므로 해당 분류는 불필요하다는 주장이 제기되었다.[109]
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