Low voltage-activated (LVA) T-type $Ca^{2+}$ channels play a crucial role in the control of cellular excitability under diverse physiological and pathological processes. Here, by using mice lacking α1G T-type $Ca^{2+}$ channels, their roles in the motor-associated mechanisms are tried to be characterized. Since α1G mutant mice $(\alpha1G^{+/-}, \alpha1G^{-/-})$ showed no significant motor defects, behavioral tests were performed in different pharmacological and genetic conditions. In response to harmaline, a tremorogenic drug, α1G mutant mice $(\alpha1G^{+/-}, \alpha1G^{-/-})$ exhibited a reduced tremor, as measured by shorter duration and smaller amplitude of tremor when compared with wild-type mice $(\alpha1G^{+/+})$ although the frequency of tremor were not significantly different between genotypes. Consistently, in open-field test, the α1G-/- mice were relatively resistant to the harmaline-induced motor inhibition since they showed higher locomotor activities than wild-type mice. In addition, in α1A hetero-genetic background, double mutant mice $(\alpha1G^{-/-} ; \alpha1A^{+/-})$ exhibited severe ataxia and sporadic dystonia. The present results first provide an in vivo evidence for the contribution of T-type $Ca^{2+}$ channels to motor function and suggest that the modulation of T-type $Ca^{2+}$ channels could be a relevant therapeutic strategy for helping patient with motor abnormalities.
저전압의존성 칼슘채널인 T-type 칼슘채널은 통증조절, 수면, 간질과 같은 다양한 생리학적·병리학적 조건에서 세포의 활성 조절에 관여하고 있다. 본 연구에서는 α1G T-type 칼슘채널이 결손된 유전자 적중생쥐를 이용하여 운동조절(motor control) 메커니즘에 있어서의T-type 칼슘채널의 역할을 규명하고자 하였다. 그러나 α1G 유전자 변이 생쥐 $(\alpha1G^{+/-}, \alpha1G^{-/-})$ 가 정상상태에서 운동장애를 보이지 않기 때문에, 약리학적·유전학적 배경을 달리하여 행동실험들을 수행하였다. 첫 번째 결과로, 진전증을 유발시키는 약물인 harmaline을 투여하였을 때, α1G T-type 칼슘채널이 결손된 생쥐들 $(\alpha1G^{+/-}, \alpha1G^{-/-})$ 이 지속시간과 진폭 측면에서 정상생쥐에 비해 감소된 진전증을 보였으며, 떨림의 주파수는 차이를 보이지 않았다. open-field 실험으로부터는 $\alpha1G^{-/-}$ 유전자형 생쥐가 정상생쥐에 비해 harmaline 유도에 의한 운동성 억제 정도가 감소되어있음을 확인하였다. 또한 이중변이생쥐 (double-knock-out mice)를 제조하여 유전적 배경을 달리하였을 때에 $\alpha1G^{-/-} ; \alpha1A^{+/-}$ 유전자형 생쥐에서 소뇌성운동실조증 (cerebellar ataxia) 과 간헐적인 근육긴장성장애 (dystonia) 가 관찰되었다. 이러한 결과들은 T-type 칼슘채널이 운동성 조절에 관여하고 있다는 것을 보여 주었으며, T-type 칼슘채널의 활성조정을 통해 운동이상 질병들의 증상을 호전시킬 수 있다는 가능성을 제시하였다.
