세로토닌 수용체

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세로토닌 수용체

[ Serotonin receptor ]

세로토닌 수용체(serotonin receptor 또는 5-HT receptor)는 신경전달물질인 세로토닌(serotonin 또는 5-hydroxytryptamine, 5-HT)의 작용을 매개하는 G 단백 결합 수용체(G protein-coupled receptor, GPCR) 또는 이온성 수용체(ionotropic receptor)이며 중추신경계와 말초신경계에 걸쳐 발현되어 있다.

목차

  1. 1.분류
    1. 1.1.7개의 과(family)
    2. 1.2.아형(subtype)
  2. 2.잘 알려진 세로토닌 수용체의 기능
    1. 2.1.세로토닌 1A 수용체
    2. 2.2.세로토닌 1B 수용체
    3. 2.3.세로토닌 2C 수용체
    4. 2.4.세로토닌 3 수용체
  3. 3.관련 용어
  4. 4.참고 문헌

분류

세로토닌 수용체에는 7개 과(family)가 있고 각각의 과(family)는 다시 몇 가지의 아형(subtype)으로 분류할 수 있다.

7개의 과(family)

세로토닌 수용체는 대개 대사성(metabotropic) G 단백 결합 수용체이나 세로토닌 3 수용체(5-HT3R)는 이온성 수용체 또는 리간드의존성 이온통로이다. 세로토닌 1 수용체(5-HT1R)부터 세로토닌 7 수용체(5-HT7R)까지의 각 과에 따른 신호전달기전은 표 1과 같다.

표 1. 세로토닌 수용체의 종류와 신호전달기전
과 수용체 아형 종류 신호전달기전
5-HT1 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1D, 5-HT1E, 5-HT1F Gi/Go 단백 결합 단백질 세포내 cAMP 농도 감소 칼륨 통로(GIRK) 열림
5-HT2 5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C Gq 단백 결합 단백질 PLC, PKC, IP3, DAG 세포내 칼슘 농도 증가
5-HT3 리간드의존성 비선택성 양이온통로 세포막전압의 탈분극
5-HT4 Gs 단백 결합 단백질 세포내 cAMP 농도 증가
5-HT5 5-HT2A, 5-HT2B Gi/Go 단백 결합 단백질 세포내 cAMP 농도 감소 칼륨 통로(GIRK) 열림
5-HT6 Gs 단백 결합 단백질 세포내 cAMP 농도 증가
5-HT7 Gs 단백 결합 단백질 세포내 cAMP 농도 증가

아형(subtype)

5-HT1는 5개(5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1D, 5-HT1E, 5-HT1F), 5-HT2는 3개(5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C), 5-HT5는 2개(5-HT2A, 5-HT2B)의 아형으로 분류할 수 있어 서로 다른 14 종류의 세로토닌 수용체가 존재한다(표 1). 5-HT1C는 연구를 거듭하면서 5-HT2과와 더 유사성이 많은 것이 알려져 5-HT2C로 재명명되었다. 같은 과의 세로토닌 수용체는 아형이 다르더라도 비슷한 신호전달기전을 가진다.

잘 알려진 세로토닌 수용체의 기능

세로토닌 수용체의 아형 중 잘 알려진 기능을 가지고 있는 것들은 아래와 같다.

세로토닌 1A 수용체

세로토닌 1A 수용체(5-HT1A receptor)는 우리 몸의 많은 부분에 분포하고 있으며 중추신경계에서는 대뇌피질(cerebral cortex), 해마(hippocampus), 중격(septum), 솔기핵(raphe nucleus) 등에 높은 밀도로 존재한다. 세로토닌을 분비하는 뉴런(serotonergic neuron)은 주로 솔기핵에 위치하는데, 세로토닌 1A 수용체가 세로토닌 분비 뉴런의 신경세포체(soma)와 수상돌기(dendrite)에 발현되어 자가수용체(autoreceptor)로 작용하여 음성되먹임(negative feedback) 기전을 형성한다. 해마에서는 주로 시냅스후 세포막(postsynaptic membrane)에 발현되어 있어 분비된 세로토닌의 작용을 매개한다.

세로토닌 1B 수용체

세로토닌 1B 수용체(5-HT1B receptor)는 중추신경계 내에서 전두엽(frontal cortex), 기저핵(basal nuclei), 선조체(striatum), 해마(hippocampus) 등에 높은 밀도로 존재한다. 기저핵과 선조체에서 세로토닌 1B 수용체가 흥분성 시냅스 말단에 발현되어 글루탐산(glutamate)의 분비를 억제하는 자가수용체의 역할을 한다. 시상하부 활꼴핵(arcuate nucleus of hypothalamus)에 존재하는 식욕을 촉진하는 neuropeptide Y/agouti-related peptide (NPY/AgRP) 뉴런에도 세로토닌 1B 수용체가 존재하며, 세로토닌이 NPY/AgRP 뉴런 흥분성을 감소시켜 식욕을 억제하는 기능을 하는 데 기여하는 것으로 알려져 있다.

세로토닌 2C 수용체

세로토닌 2C 수용체(5-HT2C receptor)는 맥락총(chroid plexus), 해마(hippocampus), 시상하부(hypothalamus), 전후각신경핵(anterior olfactory nucleus), 흑색질(substantia nigra), 뇌간의 핵들(brainstem nuclei), 편도체(amygdala) 등 뇌의 여러 부위에 발현되어 있다. 세로토닌 2C 수용체가 결핍된 마우스 모델에서는 뇌전증(epilepsy), 비만(obesity), 당뇨(diabetes) 등의 표현형을 관찰할 수 있으며, 해마와 시상하부(hypothalamus)에 발현된 수용체가 해당 표현형에 기여하는 것으로 보고되었다. 특히, 시상하부 활꼴핵에 존재하는 식욕을 억제하는 pro-opiomelanocortin (POMC) 뉴런에도 세로토닌 2C 수용체가 존재하며, 세로토닌이 POMC 뉴런 흥분성을 증가시켜 식욕을 억제하는 기능을 하는 데 기여하는 것으로 알려져 있다. 최근 세로토닌 2C 수용체의 선택적 효현제인 벨빅(Belviq, 성분명 lorcaserin)이 미국 FDA의 승인을 얻어 새로운 식욕 억제제로 이용되고 있으며, 한국에서도 처방이 가능하다.

세로토닌 3 수용체

세로토닌 3 수용체(5-HT3 receptor)는 다른 대사성 세로토닌 수용체와는 구별되는 이온성 수용체(ionotropic receptor)이다. 중추신경계와 말초신경계에 두루 분포하며, 중추신경계에서는 신피질(neocortex), 편도체(amygdala), 해마(hippocampus) 등에 위치한 뉴런의 시냅스후 세포막에 분포하여 세로토닌의 빠른 흥분성 작용을 매개한다.

관련 용어

세로토닌(serotonin, 5-HT)

참고 문헌

  1. Cellular and molecular neurophysiology, 4th edition, 2015