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B r . J . P h a r m a c . ( 1 9 8 2 ) , 7 5 , 93-99

COMPARISON OF THE EFFECTS OF ETHYLENEDIAMINEANALOGUES AND y-AMINOBUTYRIC ACID ON

CORTICAL AND PALLIDAL NEURONESM.N. PERKINS & T.W. STONEDept o f P h y s i o l o g y , S t G e o r g e ' s H o s p i t a l M e d i c a l S c h o o l , U n i v e r s i t y o f L o n d o n , C r a n m e r T e r r a c e , L o n d o n SW 1 7 ORE

1 Th e a c t i o n s o f e t h y l e n e d i a m i n e (EDA) a n d s t r u c t u r a l l y r e l a t e d compounds w e r e i n v e s t i g a t e d b ym i c r o i o n t o p h o r e s i s i n W i s t a r r a t s .2 EDA i n h i b i t e d , v i a a b i c u c u l l i n e - s e n s i t i v e m e c h a n i s m , t h e s p o n t a n e o u s f i r i n g r a t e o f a l l c o r t i c a la n d p a l l i d a l c e l l s t e s t e d .3 Th e r e s u l t s w i t h t h e a n a l o g u e s s u g g e s t t h a t t w o a m i n e g r o u p s a r e r e q u i r e d f o r t h i s n e u r o n a ld e p r e s s a n t a c t i o n w h e r e a s a c a r b o x y l g r o u p i n g i s n o t . N - s u b s t i t u t i o n r e d u c e s t h e d e p r e s s a n t e f f e c t .Th e l e n g t h o f t h e m o l e c u l e i s a l s o c r i t i c a l , m o r e t h a n 3 m e t h y l e n e c o m p o n e n t s s e r i o u s l y r e d u c i n g i t se f f e c t i v e n e s s . A r i g i d a n a l o g u e o f EDA, p i p e r a z i n e , w a s a l s o a c t i v e . I n a d d i t i o n t h e a p p a r e n tt r a n s p o r t n u m b e r s o f EDA a n d y - a m i n o b u t y r i c a c i d (GABA) w e r e c a l c u l a t e d , s h o w i n g a c l o s es i m i l a r i t y b e t w e e n t h e t w o .4 Th e r e s u l t s a r e d i s c u s s e d w i t h r e s p e c t t o t h e p o s s i b i l i t y t h a t EDA m ay r e p r e s e n t a new c l a s s o fG A B A - m i m e t i c s , o r m ay i n d i c a t e t h e e x i s t e n c e o f a n o v e l d i a m i n e r e c e p t o r m e d i a t i n g b i c u c u l l i n e -s e n s i t i v e i n h i b i t i o n i n t h e r a t CNS.

I n t r o d u c t i o nWe h a v e p r e v i o u s l y shown t h a t e t h y l e n e d i a m i n e(EDA) ( N H 2 . C H 2 . C H 2 . N H 2 ) h a s p o w e r f u l d e p r e s -s a n t a c t i o n s on c e n t r a l n e u r o n a l e x c i t a b i l i t y , a n d t h a tt h i s a c t i o n i s a n t a g o n i z e d b y b i c u c u l l i n e ( F o r s t e r ,L l o y d , M o r g a n , P e r k i n s & S t o n e , 1 9 8 1 ; P e r k i n s ,B o w e r y , H i l l & S t o n e , 1 9 8 1 ) . Th e i n h i b i t o r y a c t i o n so f y - a m i n o b u t y r i c a c i d (GABA) on s i n g l e u n i t f i r i n gr a t e h a v e b e e n w e l l d o c u m e n t e d ( s e e K e l l y , 1 9 7 5 ;K e l l y & B e a r t , 1 9 7 5 ) a n d s t r u c t u r e - a c t i v i t y s t u d i e sh a v e s h o w n t h a t t h e e l e c t r o n e g a t i v e c a r b o x y l g r o u pi s o f g r e a t i m p o r t a n c e i n t h i s r e s p e c t ( C u r t i s & Wat-k i n s , 1 9 6 0 ; s e e K e l l y & B e a r t , 1 9 7 5 ) . I t was o fi n t e r e s t t h e r e f o r e , t h a t EDA h a d s u c h m a r k e d i n -h i b i t o r y a c t i o n o n c e l l f i r i n g a l t h o u g h i t l a c k e d a n ys u c h e l e c t r o n e g a t i v e m o i e t y . I n a d d i t i o n t h e a n -t a g o n i s m o f s u c h a c t i o n s b y b i c u c u l l i n e , w i d e l y r e -g a r d e d a s a s p e c i f i c GABA a n t a g o n i s t ( C u r t i s , D u g -g a n , F e l i x & J o h n s t o n , 1 9 7 0 ; C u r t i s , D u g g a n , F e l i x &J o h n s t o n , 1 9 7 1 ) r a i s e d t h e p o s s i b i l i t y t h a t EDA w a sa c t i n g on t h e GABA r e c e p t o r .F u r t h e r m o r e , EDA h a s p r o v e d a b l e t o i n h i b i tGABA u p t a k e i n t o r a t c o r t i c a l s l i c e s , i n d u c e r e l e a s ea n d d e p o l a r i z e s y m p a t h e t i c g a n g l i a ( P e r k i n s e t a l . ,1 9 8 1 ) a g a i n b y a b i c u c u l l i n e - s e n s i t i v e m e c h a n i s m ,a n d d i s p l a c e GABA f r o m i t s b i n d i n g s i t e s i n t h ec e n t r a l n e r v o u s s y s t e m ( C N S ) ( F o r s t e r e t a l . , 1 9 8 1 ,Bowery & H i l l p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) .

I n v i e w o f t h e p o s s i b i l i t y t h a t EDA m ay b e aGABA-mimetic c o m p o u n d , w e h a v e u n d e r t a k e n am o re d e t a i l e d m i c r o i o n t o p h o r e t i c s t u d y o f t h e0 0 0 7 - 1 1 8 8 / 8 2 / 0 1 0 0 9 3 - 0 7 $ 0 1 . 0 0

s t r u c t u r e - a c t i v i t y r e l a t i o n s h i p s e x i s t i n g b e t w e e n v a r -i o u s a n a l o g u e s a n d d e r i v a t i v e s o f EDA. Th e com-p o u n d s w e r e c h o s e n o n t h r e e g r o u n d s . Th e n e c e s s i t yo r o t h e r w i s e o f t w o a m i n e g r o u p s w a s i n v e s t i g a t e d b yt h e c a s e o f e i t h e r s u b s t i t u t e d c o m p o u n d s , f o r e x a m -p l e 2 - a m i n o e t h a n o l , o r s t r u c t u r e s w h e r e o n e a m i n eg r o u p w a s p a r t i a l l y m a s k e d a s i n N - m e t h y l -e t h y l e n e d i a m i n e (NMEDA). S e c o n d l y , t h e d i s t a n c eb e t w e e n t h e a m i n e g r o u p s w a s v a r i e d b y i n c r e a s i n gt h e c a r b o n c h a i n l e n g t h . L a s t l y a n a t t e m p t w a s ma d et o l o o k a t some more r i g i d a n a l o g u e s o f EDA, u s i n gp i p e r a z i n e a n d p i p e r i d i n e . P y r a z i n e w a s a l s o u s e d a si t p r o v i d e d a p l a n a r v e r s i o n o f p i p e r a z i n e . Th e r e -c o r d i n g s w e r e made f r o m t h e c o r t e x a n d t h e p a l -l i d u m . Th e l a t t e r w a s c h o s e n b e c a u s e o f t h e h i g hr e g u l a r f i r i n g r a t e o f ma ny o f t h e c e l l s ( P e r k i n s &S t o n e , 1 9 8 0 ) a n d t h e o b s e r v a t i o n t h a t g l y c i n e ( ac o n t r o l d e p r e s s a n t ) w a s m u c h more e f f e c t i v e i n p a l -l i d u m t h a n c o r t e x .

M e t h o d sM a l e W i s t a r r a t s w e r e a n a e s t h e t i z e d w i t h u r e t h a n e( 1 . 3 g / k g ) a n d p l a c e d i n a s t e r e o t a x i c f r a m e d e s i g n e df o r u s e w i t h D e G r o o t ' s s t e r e o t a x i c a t l a s ( D e G r o o t ,1 9 5 9 ) . Th e s c a l p w a s i n c i s e d a n d t h e s k u l l r e m o v e da r o u n d t h e b r e g m a s u t u r e t o e x p o s e t h e s o m a t o s e n -s o r y a r e a s o f c e r e b r a l c o r t e x , a n d e x p o s e a n a r e at h r o u g h w h i c h e l e c t r o d e s w e r e i n s e r t e d i n t o t h e p a l -

M a c m i l l a n P u b l i s h e r s L t d 1 9 8 2

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9 4 M.N. PERKINS & T.W. STONE

l i d u m a t c o r d i n a t e s AP 6 . 6 - 7 . 6 , L 2 - 5 , H 5 . 0 a c -c o r d i n g t o D e G r o o t .S e v e n - b a r r e l l e d m i c r o p i p e t t e s w e r e u s e d t o d e -l i v e r t h e f o l l o w i n g d r u g s b y c o n v e n t i o n a l m i c r o -i o n t o p h o r e t i c t e c h n i q u e s : ' y - a m i n o b u t y r i c a c i d(GABA), 1 0 0 mm p H 4 . 0 ; g l y c i n e h y d r o c h l o r i d e100mM, p H 2 . 5 - 3 . 0 ; EDA, 100mM, p H 4 . 0 - 4 . 5 ;N-methyl-EDA (NMEDA), 100mM, p H 4 . 0 ; 1 , 3 -d i a m i n o p r o p a n e ( D A P ) , 200mM, p H 4 . 0 - 4 . 5 ; 1 , 4 -d i a m i n o b u t a n e (DAB) 100mM, p H 4 . 5 - 5 . 0 ; 1 , 5 -d i a m i n o p e n t a n e , 1 0 0 m M, p H 4 . 0 ; d i e t h y l e n e -t r i a m i n e (DELTA), 1 0 0 mM, p H 8 . 0 ; 2 , 3 -d i a m i n o p r o p i o n i c a c i d (DAPA) 1 0 0 m m, p H 4 . 0 ; 2 -a m i n o e t h a n o l , 2 0 0 m M, p H 4 ; p i p e r a z i n e c i t r a t e ,( P z ) , 1 0 0 m M, p H 4 . 0 ; p i p e r i d i n e , 1 0 0 mM, p H 4 . 0 ;p y r a z i n e 1 0 0 m M, p H 4 . 0 ; p i c r o t o x i n , s a t u r a t e d s o l u -t i o n i n 1 6 5 mM N a C l ; b i c u c u l l i n e m e t h o b r o m i d e ,1 0 m M, p H 5 . 0 ; s t r y c h n i n e s u l p h a t e , 1 0 m M, p H 4 . 0 .A l l d r u g s w e r e o b t a i n e d f r o m S i g m a e x c e p t b i c u c u l -l i n e w h i c h w a s a g i f t f r o m J . F . C o l l i n s . Th e p H wasa d j u s t e d , when n e c e s s a r y , w i t h 0 . 5 M HCl o r NaOH.U s u a l l y o n l y 3 a g o n i s t s w e r e u s e d i n a n y onee l e c t r o d e t o e n s u r e t h a t t h e a n t a g o n i s t c o u l d b es e p a r a t e d f r o m a n y o ne a g o n i s t b y e i t h e r a n e m p t yb a r r e l o r o n e c o n t a i n i n g 1 6 5 mm N a C l , u s e d f o rc u r r e n t b a l a n c i n g . T h i s w a s t o a v o i d a n y p o s s i b i l i t y o fe l e c t r i c a l c o u p l i n g b e t w e e n a g o n i s t - a n d a n t a g o n i s t -c o n t a i n i n g b a r r e l s . A l l d r u g s w e r e e x p e l l e d w i t h ac a t i o n i c ( i . e . p o s i t i v e ) c u r r e n t . D r u g s w e r e a l w a y sa p p l i e d i n a c o n s t a n t t i m e c y c l e v i a a N e u r o p h o r e

( M e d i c a l S y s t e m I n c o r p . ) u n i t t o p r e v e n t v a r i a t i o n so f r e s p o n s e s i z e d u e t o t h e r e t a i n i n g c ur r en t s o f 4 t o1 0 n A ( B r a d s h a w , R o b e r t s & S z a b a d i , 1 9 7 3 ) .R e c o r d i n g o f e x t r a c e l l u l a r u n i t a c t i v i t y i n c o r t e xa n d p a l l i d u m w a s a c c o m p l i s h e d w i t h a s i n g l e g l a s sm i c r o e l e c t r o d e c o n t a i n i n g 1 M p o t a s s i u m a c e t a t e a t -t a c h e d t o t h e s i d e o f t h e m ul t i b a r r e l l ed p i p e t t e b ye p o x y r e s i n a n d p r o t r u d i n g 2-10 j A m b e y o n d t h e t i p( S t o n e , 1 9 7 3 ) . E x t r a c e l l u l a r u n i t a c t i v i t y w a s amp-l i f i e d a n d d i s p l a y e d o n a n o s c i l l o s c o p e u s i n g c o n v e n -t i o n a l t e c h n i q u e s a n d p a s s e d t h r o u g h a n a m p l i t u d ed i s c r i m i n a t o r . O u t p u t p u l s e s o f t h e l a t t e r , c o r r e s -p o n d i n g t o a c t i o n p o t e n t i a l s , w e r e c o u n t e d a n d r e -c o r d e d on a p o l y g r a p h b y a r e s e t t i n g i n t e g r a t o r a ss p i k e s p e r s e c o n d o r a s a n i n s t a n t a n e o u s r a t e m e t e rr e c o r d . D r u g s w e r e c o n s i d e r e d t o b e i n a c t i v e o n a c e l lo n l y a f t e r t h e y h a d b e e n t e s t e d w i t h c u r r e n t s o f a tl e a s t 8 0 n A f o r 3 0 s .E s t i ma t i o n o f a p p a r e n t t r a n s p o r t n u m b e r o fe t h y l e n e d i a m i n e a n d y - a m i n o b u t y r i c a c i d[ 1 4 C ] - E D A ( s p . a c t . 2 5 p C i / t L m o l ) a n d [ 1 4 C ] - G A B A( s p . a c t . 2 2 6 p C i / p m o l ) , b o t h s u p p l i e d b y t h eR a d i o c h e m i c a l C e n t r e , Amersham, w e r e made u p i nd i s t i l l e d w a t e r t o a f i n a l c o n c e n t r a t i o n o f 0.29mM( p H 4 . 0 ) . I n t h e c a s e o f GABA t h i s r e q u i r e d t h ea d d i t i o n o f ' c o l d ' G A B A; t h i s d i l u t i o n o f t h e r a d i o a c -t i v e l a b e l b e i n g t a k e n i n t o a c c o u n t i n t h e c a l c u l a t i o no f t h e number o f m o l e s r e l e a s e d f r o m t h e p i p e t t e s .

T a b l e 1 T a b l e s h o w i n g t h e s t r u c t u r e s a n d r e l a t i v e p o t e n c i e s o f t h e a g o n i s t s s t u d i e d , t o g e t h e r w i t h t h e n u m b e r o fc e l l s r e s p o n d i n g

N o . o f c e l l si n h i b i t e dpH n o . t e s t e d

n c o u l o m b s c h a r g ef o r j u s t m a x i m a lr e s p o n s e( m e a n s . e . )

y - A m i n o b u t y r i c a c i dE t h y l e n e d i a m i n eD i a m i n o p r o p a n eD i a m i n o b u t a n eD i a m i n o p e n t a n eN - m e t h y l - e t h y l e n e -d i a m i n eD i a m i n o p r o p i o n i c a c i dD i e t h y l e n e t r i a m i n e2 - A m i n o - e t h a n o lP i p e r a z i n e

P i p e r i d i n eP y r a z i n e

NH2CH2CH2CH2COOHNH2CH2CH2NH2NH2CH2CH2CH2NH2NH2CH2CH2CH2CH2NH2NH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2CH2NHCH2CH2NH2NH2CH2CH(NH2)COOHNH2CH2CH2NHCH2CH2NHNH2CH2CH20HNH NH

NDN N

3 . 5 - 4 . 04 . 0 - 4 . 54 . 0 - 4 . 54 . 5 - 5 . 04 . 0 - 4 . 54 . 04 . 08 . 04 . 04 . 0

7 6 / 7 67 3 / 7 31 7 / 1 73 / 1 31 / 7

2 7 3 6 13 1 8 4 63 5 7 4 31 2 3 2 1 52 0 7 58 / 2 4 1 1 4 2 1025 / 1 46 / 1 60 / 5 *

3 1 / 3 3

4 . 0

1 2 8 4 + 1 6 32 5 8 1 7 2 5

453_ 1 2 7

0 / 8

4 . 0 1 / 7 * 1 3 8 0* S e e t e x t ; 1 o r more o f t h e s e c e l l s was e x c i t e d .Th e potency r a t i o i s t h e r a t i o o f t h e mean c h a r g e GABA f o r j u s t maximal response to mean c h a r g e t e s t c o m p o u n d f o rj u s t maximal r e s p o n s e .

C o m p o u n d S t r u c t u r e P o t e n c y r a t i o1 . 00 . 8 60 . 7 60 . 2 20 . 1 30 . 2 40 . 2 10 . 1 1

0 . 6 0

0 . 2 0

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DIAMINES AND DERIVATIVES 95

As i t w a s n e c e s s a r y t o e j e c t s u f f i c i e n t l a b e l t o g i v er e a s o n a b l e c o u n t s ( a p a r t i c u l a r p r o b l e m w i t h EDAb e c a u s e o f i t s l o w s p e c i f i c a c t i v i t y ) t h e t w o d r u g s w e r ee j e c t e d f r o m 5 b a r r e l s o f t h e m i c r o p i p e t t e s s i m u l -t a n e o u s l y . Tw o s u c h e l e c t r o d e s w e r e u s e d f o r t h em e a s u r e m e n t o f t h e t r a n s p o r t n u m b e r f o r GABAa n d 5 i n t h e c a s e o f EDA.Th e d r u g s w e r e e x p e l l e d f r o m e a c h e l e c t r o d e i n t o5 0 0 p l s a m p l e s o f 1 6 5 mm N a C l , f o r t w o t i m e p e r i o d so f 1 a n d 1 0 min a n d a t t w o c u r r e n t i n t e n s i t i e s o f 4 0a n d 8 0 n A . I n a d d i t i o n a s a m p l e w a s t a k e n w i t h t h ec o m p o u n d s h e l d b y a r e t a i n i n g c u r r e n t o f -10 n A f o r1 m i n i n o r d e r t o e s t i m a t e l e a k a g e . B l a n k s w e r e r u nw i t h e a c h e l e c t r o d e a n d t h e c o u n t s o f t h e s e s u b -t r a c t e d f r o m t h e t o t a l b e f o r e c a l c u l a t i n g t h e a p p a r e n tt r a n s p o r t n u m b e r / b a r r e l . Th e s a m p l e s w e r e p l a c e d i n5 m l o f F i s o f l u o r N o . 1 ( F i s o n s L t d ) s c i n t i l l a t i o n f l u i da n d c o u n t e d i n a n SL 3000 b e t a c o u n t e r ( I n t e r t e c h n i -q u e ) f o r 1 0 m i n e a c h .Th e a p p a r e n t t r a n s p o r t n u m b e r ( n ) w a s c a l c u l a t e du s i n g t h e f o l l o w i n g f o r m u l a ( C u r t i s , 1 9 6 4 ) :

n mol e j e c t e d . Fc o u l o m b sw h e r e F i s F a r a d a y ' s c o n s t a n t .R e s u l t sC o m p a r i s o n o f e t h y l e n d i a mi n e , y - a m i n o b u t y r i c a c i da n d g l y c i n eTh e r e s u l t s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 1 .

I n o r d e r t o g a i n q u a n t i t a t i v e m e a s u r e o f r e l a t i v ea

( A0 )i dv._Q ,

EDA -3 5 G l y1 2b

p o t e n c i e s t h e m e a n t o t a l c h a r g e , i n n - c o u l o m b s , r e -q u i r e d t o a c h i e v e a m a x i m a l r e s p o n s e t o e a c h a g o n i s tw a s c a l c u l a t e d . A p o t e n c y r a t i o was t h e n d e r i v e d w i t hGABA a s u n i t y ( s e e T a b l e 1 ) . W i t h t h e e x c e p t i o n o fg l y c i n e ( s e e b e l o w ) t h e r e s p o n s e s t o t h e a g o n i s t s w e r es i m i l a r i n c o r t e x a n d p a l l i d u m a n d t h u s no d i s t i n c t i o ni s made b e t w e e n t h e t w o r e c o r d i n g a r e a s .EDA was t e s t e d o n 7 3 s p o n t a n e o u s l y a c t i v e c e l l sw i t h c u r r e n t s f r o m 31-64 n A , a n d f o r t i m e s o f u p t o1 0 s , t y p i c a l l y a b o u t 5 - 7 s . O n a l l c e l l s t e s t e d i tp r o d u c e d a c l e a r i n h i b i t i o n o f f i r i n g r a t e ( F i g u r e 1 ) ;t h e t i m e c o u r s e o f t h i s r e s p o n s e was v e r y s i m i l a r t ot h a t o f t h e r e s p o n s e t o GABA ( 7 6 / 7 6 c e l l s i n h i b i t e d )w i t h o n s e t a n d r e c o v e r y u s u a l l y o c c u r r i n g w i t h i n1-3s a f t e r t h e b e g i n n i n g a n d t e r m i n a t i n g o f t h ec u r r e n t p u l s e .W h e n e x p r e s s i n g t h e d o s a g e o f d r u g u s e d , t h ec o u l o m b s p a s s e d ( a m p e r e x t i m e ) was c h o s e n i no r d e r t o i n cl u d e t h e d u r a t i o n o f a p p l i c a t i o n o f d r u g i nt h e m e a s u r e o f d o s e . T h i s i m p l i e s a n e q u i v a l e n c y o ft i m e a n d c u r r e n t i n t e n s i t y i n d e t e r m i n i n g t h e amounto f d r u g e j e c t e d w h i c h m a y o r m ay n o t b e v a l i d .H o w e v e r , a s s o m e o f t h e w e a k e r a g o n i s t s r e q u i r e da p p l i c a t i o n s o f u p t o 3 0 s a t t h e same c u r r e n t i n t e n s i t ya s t h a t u s e d w i t h GABA f o r 4-6s i t was f e l t t o b ei m p o r t a n t t o i n c l u d e t h e t i m e f a c t o r i n t h e m e a s u r e o fd o s e .EDA a p p e a r e d t o b e a p p r o x i m a t e l y e q u i p o t e n t t o

GABA h a v i n g a p o t e n c y r a t i o o f 0 . 8 6 w i t h r e s p e c t t oGABA, b a s e d o n t h e c o u l o m b s r e q u i r e d f o r a m a x i -m a l r e s p o n s e . I n a d d i t i o n , a n y v a r i a b i l i t y i n t h e r e -s p o n s e s t o EDA a n d GABA b e t w e e n c e l l s o c c u r r e di n p a r a l l e l f o r t h e t w o a g o n i s t s . T h u s , i f a g r e a t e r t h a n

B i c 1 5. 1 1 . I

2 0 r01FG A B i A -EDA -G l y

- . - - I -

S t r y 3 5 6 0 sF i g u r e 1 R a t e m e t e r r e c o r d s o f t h e f i r i n g r a t e o f a p a l l i d a l c e l l . H o r i z o n t a l b a r s r e f e r t o m i c r o i o n t o p h o r e t i c d r u ga p p l i c a t i o n s . ( a ) A n t a g o n i s m o f r e s p o n s e s t o y - a m i n o b u t y r i c a c i d (GABA + 3 0 n A ) a n d e t h y l e n e d i a m i n e(EDA + 3 5 n A ) , b u t n o t t o g l y c i n e ( G l y + 1 2 n A ) , b y b i c u c u l l i n e ( B i c + 1 5 n A ) . ( b ) ( T r a c e c o n t i n u o u s w i t h ( a ) )A n t a g o n i s m o f t he r e s p o n s e s t o g l y c i n e b y s t r y c h n i n e ( S t r y + 3 5 n A ) : r e s p o n s e s t o GABA a n d EDA a r e u n a f f e c t e d .N o t e t h a t t h e b a s e l i n e f i r i n g r a t e was r a i s e d b y t h e a n t a g o n i s t s . O r d i n a t e s c a l e : s p i k e s / s . Time b a r : 6 0 s .

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av e r ag e a m o u n t o f c u r r e n t was r e q u i r e d f o r i n h i b i -t i o n o f spontaneous a c t i v i t y f o r GABA, t h e n EDAwould s i m i l a r l y r e q u i r e h i g h e r c u r r e n t s and v i c eversa. T h i s p a r a l l e l i s m i n r e s p o n s e c h a r a c t e r i s t i c sb e t w e e n GABA a n d EDA was e m p h a s i z e d b y t h el a c k o f s u c h a c o r r e l a t i o n i n t h e c a s e o f g l y c i n e .G l y c i n e - e v o k e d i n h i b i t i o n s were t y p i c a l l y very w e ako r n o n - e x i s t e n t i n t h e c o r t e x ( 3 o f 2 2 c e l l s wered e p r e s s e d ) and s t r o n g i n t h e p a l l i d u m ( 2 7 o f 2 7 c e l l s ) ,a n d t h i s v a r i a t i o n was i n d e p e n d e n t o f t h e s t r e n g t h o rw e a k n e s s o f GABA o r EDA r e s p o n s e s .E f f e c t o f b i c u c u l l i n e on r e s p o n s e s t o e t h y l e n e d i a m i n e ,y - a m i n o bu t y r i c a c i d a n d g l y c i n eB i c u c u l l i n e was t e s t e d on r e s p o n s e s t o EDA a n dGABA o r g l y c i n e on24 c o r t i c a l and p a l l i d a l c e l l s ( s e eF i g u r e 1 ) .

G l y c i n e was i n c l u d e d as a c o n t r o l f o r n o n - s p e c i f i ca n t a g o n i s m o f i n h i b i t i o n s i n 1 6 c e l l s . On 2 c e l l s o n l yg l y c i n e and EDA were p u l s e d ; b i c u c u l l i n e a n t a g o n i z -i n g o n l y EDA. On 1 1 o f t h e 1 9 c e l l s , g l y c i n e - e v o k e di n h i b i t i o n s were u n a f f e c t e d ( s e e F i g u r e 1 ) and ononec e l l s l i g h t l y r e d u c e d a t t h e t i m e o f b l o c k a d e o f EDAa n d GABA. On 2 c e l l s g l y c i n e was b l o c k e d as w e l l asEDA and GABA.On 5 c e l l s o n l y EDA a n d GABA were p u l s e d and

b i c u c u l l i n e b l o c k e d b o t h r e s p o n s e s on a l l 5 . I n t h e s ec a s e s and a l l s u b s e q u e n t o n e s , u n l e s s o t h e r w i s es t a t e d , r e c o v e r y from b i c u c u l l i n e a n t a g o n i s m wasa l w a y s o b t a i n e d . T y p i c a l l y , l o w d o s e s o f b i c u c u l l i n ewere r e q u i r e d , u s u a l l y u n d e r 1 5 n A f o r up t o 3 m i n .

B i c u c u l l i n e had no e f f e c t on a n y a g o n i s t on 1 c e l l ,b l o c k e d EDA, b u t not GABA on t w o u n i t s and i none ca s e b l o c k e d GABA w h i l s t s p a r i n g EDA.E f f e c t o f p i c r o t o x i n on r e s p o n s e s t o e t h y l e n e d i a m i n ea n d y - a m i n o b u t y r i c a c i dP i c r o t o x i n was t e s t e d on d e p r e s s a n t r e s p o n s e sevoked b y EDA on 9 c e l l s , on 5 o f w h i c h r e s p o n s e s t oGABA were a l s o o b t a i n e d . P i c r o t o x i n needed t o b ea p p l i e d w i t h h i g h c u r r e n t s ( u p t o 1 2 0 n A) and f o r up

t o 6 -8 m i n .O n 4 c e l l s w h e n EDA a n d GABA were p u l s e d a n don 3 c e l l s w h e n o n l y EDA was p r e s e n t , p i c r o t o x i nr e d u c e d a l l r e s p o n s e s b y 5 0 % o r more. Howeverr e c o v e r y was t y p i c a l l y s l o w a n d poor t a k i n g up t o10-15 m i n , a n d was a b s e n t i n 2 cases.

R e s p o n s e s t o GABA a n d EDA were u n a f f e c t e don one c e l l a n d on a n o t h e r u n i t p i c r o t o x i n f a i l e d t oa n t a g o n i z e r e s p o n s e s t o EDA a p p l i e d on i t s own.E f f e c t o f s t r y c h n i n e on r e s p o n s e s t o e t h y l e n e d i a m i n e ,y - a m i n o b u t y r i c a c i d a n d g l y c i n eS t r y c h n i n e was a p p l i e d w i t h up t o 3 0 nA f o r 1-3 mina n d r e v e r s e d g l y c i n e - e v o k e d i n h i b i t i o n s on 7 c e l l sw h i l s t not a f f e c t i n g EDA a n d / o r GABA e v o k e di n h i b i t i o n s ( s e e F i g u r e 1 ) .

S t r a i g h t c h a i n a n a l o g u e s a n d s u b s t i t u t e d d e r i v a t i v e s o fe t h y l e n e d i a m i n eD i a m i n o p r o p a n e (DAP) d e p r e s s e d t h e s p o n ta n e o u sf i r i n g r a t e o f a l l 1 7 c e l l s t e s t e d , w i t h c u r r e n t s o f up t o8 0 n A f o r 8 - 1 2 s . I t was s l i g h t l y l e s s p o t e n t t h a nEDA, h a v i n g a p o t e n cy r a t i o compared t o GABA o f0 . 7 6 ( s e e T a b l e 1 ) a n d a p o t e n cy r a t i o compared t oEDA o f 0 . 8 9 . However, t h e t i m e c o u r s e o f t h e r e -s p o n s e was s i m i l a r t o EDA w i t h a l a t e n c y o f r e s p o n s eo f 2-5 s a n d r e c o v e r y w i t h i n 2-6 s a f t e r t e r m i n a t i o no f t h e c u r r e n t p u l s e .

B i c u c u l l i n e was t e s t e d onDAP-evoked i n h i b i t i o n son 1 2 c e l l s ; an e x a m p l e i s shown i n F i g u r e 2 . O n 3c e l l s o n l y GABA a n d DAP were a p p l i e d ; r e s p o n s e st o DAP a n d GABA were e q u a l l y a n t a g o n i z e d . O n 5c e l l s b o t h GABA and g l y c i n e were a p p l i e d i n a d d i -t i o n t o DAP; i n a l l c a s e s g l y c i n e - e v o k e d i n h i b i t i o n swere u n a f f e c t e d w h e n r e s p o n s e s t o GABA a n d DAPwere b l o c k e d . G l y c i n e and EDA were i n c l u d e d asa g o n i s t s w i t h DAP on 4 c e l l s , on 3 o f w h i c h antagon-i s m o f r e s p o n s e s t o EDA a n d DAP was o b s e r v e d ,w h i l e r e s p o n s e s t o g l y c i n e were not a f f e c t e d ( s e eF i g u r e 2 ) . On t h e r e m a i n i n g c e l l , r e s p o n s e s t o a l lt h r e e a g o n i s t s were b l o c k e d b y b i c u c u l l i n e .

t n 3 5* C 1EDA 48G l y 6 2

DAP 8 2B i c 2

6 0 SF i g u r e 2 R a t e m e t e r r e c o r d s o f t h e f i r i n g r a t e o f a p a l l i d a l n e u r o n e ( a s i n F i g u r e 1 ) s h o w i n g a n t a g o n i s m o f t h er e s p o n s e t o d i a m i n o p r o p a n e (DAP) a n d e t h y l e n e d i a m i n e (EDA) b y b i c u c u l l i n e ( B i c ) ; t h e r e s p o n s e t o g l y c i n e ( G l y )w a s n o t a f f e c t e d .

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DIAMINES AND DERIVATIVES 9 7

D i a m i n o b u t a n e ( p u t r e s c i n e ) w e a k l y i n h i b i t e d 3 o u to f 1 3 c e l l s w h e n t e s t e d up t o t h e c r i t e r i o n d o s e o f8 0 n A f o r 3 0 s . R e s p o n s e s on t h e t h r e e r e s p o n d i n gc e l l s w e r e a n t a g o n i z e d b y b i c u c u l l i n e t o g e t h e r w i t hr e s p o n s e s t o GABA a n d DAP.D i a m i n o p e n t a n e ( c a d a v e r i n e ) e v o k e d o n l y a weaki n h i b i t o r y r e s p o n s e i n 1 o u t o f 7 c e l l s .2 - A m i n o - e t h a n o l a n d s u b s t i t u t e d a n a l o g u e s2 - A m i n o - e t h a n o l was t e s t e d o n 5 c e l l s . Th e o n l yr e s p o n s e was a s l i g h t e x c i t a t i o n o f on e c e l l whena p p l i e d w i t h 8 0 n A f o r 1 0 s o r m o r e . N-methyl-EDAp r o d u c e d i n h i b i t i o n o f 8 / 2 4 c e l l s t e s t e d ( s e e F i g u r e3 ) . D i a m i n o p r o p i o n i c a c i d (DAPA) p r o d u c e d o n l y a

a2 0

E D A - - D E L T A -(h ~ 6 0255t

P d EDA D E L T A EDA5 0

F i g u r e 3 R a t e m e t e r r e c o r d s o f t h e f i r i n g r a t e o f t w oc o r t i c a l c e l l s ( a s i n F i g u r e 1 ) . ( a ) I n h i b i t o r y r e s p o n s e s t oN - m e t h y l e t h y l e n e d i a m i n e (NM + 6 0 n A ) a n d d i e t h -y l e n e t r i a m i n e (DELTA + 6 0 n A ) a n d e t h y l e n e d i a m i n e(EDA + 2 6 n A ) . ( b ) Lack o f e f f e c t o f p i p e r i d i n e( P d + 5 0 n A ) a n d t h e m o r e t y p i c a l a b s e n c e o f e f f e c t o fDELTA (+50 n A ) a l t h o u g h t h e c e l l s t i l l r e s p o n d s t oEDA ( + 3 0 n A ) .

weak i n h i b i t i o n o f 5 o u t o f 1 4 c e l l s . D i e t h y l e n e -t r i a m i n e ( N H 2 . ( C H 2 ) 2 . N H 2 ( C H 2 ) 2 . N H 2 ) t h e l i k e -l i e s t c o n t a m i n a n t o f EDA ( p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o nf r o m S i g m a C h e m i c a l s ) was o n l y o c c a s i o n a l l y e f f e c -t i v e , i n h i b i t i n g 6 o u t o f 1 6 c e l l s t e s t e d ( s e e F i g u r e 3 ) .

0P z80GB

40

F u r t h e r m o r e t h e c u r r e n t s r e q u i r e d t o e v o k e r e -s p o n s e s w e r e 6 0 n A o r m o r e , l o w e r c u r r e n t s b e i n gi n e f f e c t i v e .R i g i d a n d c y c l i c a n a l o g u e s o f e t h y l e n e d i a m i n eP i p e r a z i n e i n h i b i t e d t h e s p o n t a n e o u s a c t i v i t y o f3 1 / 3 3 c e l l s t e s t e d w i t h c u r r e n t s o f 40- 8 0 n A f o r up t o1 2 s . T h e s e i n h i b i t i o n s w e r e s l o w e r i n o n s e t ( 2 - 5 s )a n d r e c o v e r y ( 2 - 5 s ) t h a n t h o s e p r o d u c e d b y EDA.P i p e r a z i n e r e s p o n s e s were b l o c k e d b y b i c u c u l l i n ew h e n g l y c i n e - i n d u c e d i n h i b i t i o n s were u n a f f e c t e d o rs l i g h t l y r e d u c e d o n 1 0 c e l l s t e s t e d a n d i n 2 o f t h e s ec e l l s b i c u c u l l i n e was a b l e t o a n t a g o n i z e r e v e r s i b l yr e s p o n s e s t o p i p e r a z i n e a t d o s e s t h a t d i d n o t a f f e c tr e s p o n s e s t o GABA ( F i g u r e 4 ) . I n 3 c a s e s t h e f i n a lr e s p o n s e s t o g l y c i n e d u r i n g t h e a p p l i c a t i o n o fb i c u c u l l i n e was a l s o b l o c k e d . S t r y c h n i n e b l o c k e d r e -s p o n s e s t o g l y c i n e b u t n o t t o p i p e r a z i n e o n 2 o f 3c e l l s , t h e r e m a i n i n g c e l l s h o w i n g a r e d u c t i o n i n t h er e s p o n s e t o b o t h a g o n i s t s i n t h e p r e s e n c e o f s t r y c h -n i n e .P y r a z i n e , t h e u n s a t u r a t e d a n a l o g u e o f p i p e r a z i n e ,p r o d u c e d e x c i t a t i o n o f 4 t o 7 c e l l s , a n d c a u s e d a weakd e p r e s s i o n o n 1 .P i p e r i d i n e , on t h e o t h e r h a n d , was i n a c t i v e w i t hc u r r e n t s o f up t o 1 2 0 n A o n a l l 8 c e l l s t e s t e d . F o r e a s eo f c o m p a r i s o n t h e r e s u l t s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 1 .A p p a r e n t t r a n s p o r t n u m b e r s o f e t h y l e n e d i a m i n e a n dy - a m i n o b u t y r i c a c i dOwing t o t h e l o w [ 1 4 C ] - E D A c o u n t s o b t a i n e d w i t ht h e 4 0 n A e j e c t i n g c u r r e n t , t h e a p p a r e n t t r a n s p o r tnumber h a s b e e n c a l c u l a t e d f r o m t h e r e s u l t s o b t a i n e dw i t h 8 0 n A . U s i n g t h e m e a n c o u n t s f o r e a c h e l e c t r o d et h e amount o f d r u g r e l e a s e d a t 8 0 nA f o r 1 a n d1 0 min was c a l c u l a t e d . W i t h 8 0 n A f o r 1 a n d 1 0 m int h i s g a v e a r e l e a s e o f 9 . 2 a n d 7 6 pmol [ 1 4 C ] - E D A p e rb a r r e l r e s p e c t i v e l y . Th e [ 1 4 C ] - G A B A c o u n t s g a v e ar e l e a s e o f 6 . 4 p m o l / b a r r e l a t 8 0 n A f o r 1 m i n a n d7 6 p m o l / b a r r e l when e j e c t e d f o r 1 0 m i n . T h i s g a v e ana p p a r e n t t r a n s p o r t n u m b e r f o r EDA o f 0 . 1 8 a n d

I i, L L a. i i .

D . i . ) ' A60s

F i g u r e 4 R a t e m e t e r r e c o r d o f t he f i r i n g r a t e o f a c o r t i c a l c e l l ( a s i n F i g u r e 1 ) . Th e c e l l w a s d e p r e s s e d b y p i p e r a z i n e( P z + 8 0 n A ) a n d y - a m i n o b u t y r i c a c i d (GABA + 4 8 n A ) : t h e r e s p o n s e t o p i p e r a z i n e w a s a n t a g o n i z e d b y b i c u c u l l i n e( B i c + 2 3 n A ) , w h i l e t h e r e s p o n s e t o GABA w as n ot a f f e c t e d .

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98 M.N. PERKINS & T . W . STONE

0 . 1 5 / b a r r e l f o r t h e 1 a n d 1 0 m i n s a m p l e r e s p e c t i v e l y .GABA h a d a n a p p a r e n t t r a n s p o r t number o f 0 . 1 3b a s e d on t h e 1 m i n s a m p l e a n d 0 . 1 5 when e j e c t e d f o r1 0 m i n .

D i s c u s s i o nB i c u c u l l i n e i s w i d e l y c o n s i d e r e d t o b e a r e l a t i v e l ys p e c i f i c a n t a g o n i s t o f t h e n e u r o n a l d e p r e s s a n t e f f e c t so f GABA ( C u r t i s e t a l . , 1 9 7 0 ; 1 9 7 1 ; J o h n s t o n , B e a r t ,C u r t i s , Game, M c C u l l o c h & M a c l a c h l a n , 1 9 7 2 ) . Th er e v e r s i b l e b l o c k a d e o f EDA-evoked i n h i b i t i o n s i np a r a l l e l w i t h GABA b y b i c u c u l l i n e , w h i l e r e s p o n s e st o g l y c i n e w e r e n o t a f f e c t e d , c o u l d s u g g e s t a d i r e c ta g o n i s t a c t i o n o f EDA on t h e GABA r e c e p t o r . T h i sv i e w i s s u p p o r t e d b y o t h e r work i n d i c a t i n g t h a t EDAc a n i n h i b i t GABA u p t a k e i n t o c o r t e x s l i c e s , i n d u c e ab i c u c u l l i n e - s e n s i t i v e d e p o l a r i z a t i o n o f s y m p a t h e t i cg a n g l i a , a n d e v e n d i s p l a c e [3H]-GABA f r o m b i n d i n gs i t e s o n r a t b r a i n s y n a p t o s o m e s ( P e r k i n s e t a l . , 1 9 8 1 ,Bowery & H i l l p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) .Th e f a c t t h a t i n t w o i n s t a n c e s , EDA w a s b l o c k e db e f o r e GABA i s c o n s i s t e n t w i t h t h e f i n d i n g t h a t i n a ni n v i t r o s y s t e m EDA i s a p p r o x i m a t e l y t h r e e t i m e sm o re s e n s i t i v e t o b i c u c u l l i n e t h a n GABA ( P e r k i n s e ta l . , 1 9 8 1 ) . H o w e v e r , a t p r e s e n t we h a v e n o e x p l a n a -t i o n f o r t h e s i n g l e c a s e w h e r e GABA w a s p r e f e r e n -t i a l l y a n t a g o n i z e d t o EDA.Th e a n t a g o n i s m , a l b e i t p a r t i a l , o f EDA a n dGABA b y p i c r o t o x i n w o u l d a l s o s u g g e s t t h a t i n h i b i t -o r y a c t i o n s o f EDA a r e m e d i a t e d v i a GABA r e c e p -t o r m e c h a n i s m s , a l t h o u g h a s p i c r o t o x i n i s m o re l i k e l yt o a c t a t t h e l e v e l o f t h e c h l o r i d e i o n o p h o r e l i n k e d t ot h e GABA r e c e p t o r ( T i c k u & O l s e n , 1 9 7 8 ; S i m -m o n d s , 1 9 8 0 ) i t i s n o t a s s p e c i f i c a p h a r m a c o l o g i c a lt o o l a s b i c u c u l l i n e . Th e d i f f i c u l t y o f o b t a i n i n g c l e a rr e v e r s i b l e a n t a g o n i s m w i t h p i c r o t o x i n c o u l d r e f l e c tt h e l o w e r s o l u b i l i t y o f p i c r o t o x i n a n d h e n c e d i f f i c u l t yi n i o n t o p h o r e t i c e j e c t i o n .Th e b i c u c u l l i n e r e v e r s i b l e r e s p o n s e t o EDA c o u l db e d u e t o r e l e a s e o r i n h i b i t i o n o f u p t a k e o f GABA, o rd i r e c t a c t i v a t i o n o f t h e GABA r e c e p t o r m e c h a n i s m s .A l t h o u g h t h e s e e x p e r i m e n t s c a n n o t d e f i n i t e l y p r e -c l u d e a n y o n e o r m o re o f t h e s e a c t i o n s i t i s p o s s i b l et h a t t h e r a p i d o n s e t a n d r e c o v e r y o f t h e r e s p o n s e s t oi o n t o p h o r e t i c a l l y a p p l i e d EDA r e f l e c t s a d i r e c t a c -t i o n on t h e GABA r e c e p t o r a n d n o t a n i n d i r e c t e f f e c tb y b l o c k i n g u p t a k e o r e v o k i n g r e l e a s e .As EDA p o s s e s s e s t w o b a s i c a m i n o g r o u p s a n dt h e r e f o r e w i l l c a r r y a s t r o n g p o s i t i v e c h a r g e a tp h y s i o l o g i c a l p H , w h e r e a s GABA e x i s t s l a r g e l y a s az w i t t e r i o n a t s u c h p H , i t w a s n e c e s s a r y t o c o n s i d e r t h ep o s s i b i l i t y t h a t EDA w a s m o re e a s i l y e j e c t e d i o n -t o p h o r e t i c a l l y . I n s u c h a c a s e EDA c o u l d b e i n e f f e c ta w e a k e r a g o n i s t t h a n GABA b u t m o r e w o u l d b ee j e c t e d f o r a g i v e n a m o u n t o f c u r r e n t . H o w e v e r , t h e

t r a n s p o r t n u m b e r s a r e v e r y s i m i l a r f o r t h e t w o c o m -p o u n d s , i m p l y i n g a r e a l s i m i l a r i t y o f p h a r m a c o l o g i c a le f f i c a c y . Ou r v a l u e f o r t h e t r a n s p o r t numb er f o rGABA i s s i m i l a r t o t h a t f o u n d b y p r e v i o u s a u t h o r s( s e e K r n j e v i c , 1 9 7 1 ; K e l l y , 1 9 7 5 ) a l t h o u g h n o a l l o w -a n c e h a s b e e n made h e r e f o r a n y e l e c t r o - o s m o t i ce j e c t i o n , h e n c e t h e u s e o f t h e t e r m ' a p p a r e n t ' t r a n s -p o r t number ( B e v a n , B r a d s h a w , P u n , S l a t e r &S z a b a d i , 1 9 7 9 ) .I f t h e b i c u c u l l i n e s e n s i t i v i t y o f t h e d e p r e s s a n t r e -s p o n s e s t o EDA a n d d e r i v a t i v e s r e f l e c t s a n a c t i o n a tGABA r e c e p t o r s , a s w e s u g g e s t , t h e n t h e s i m p l e s ta s s u m p t i o n i s t h a t o n e a m i n o g r o u p o f EDA i n t e r a c t sw i t h t h e m o l e c u l a r a c c e p t o r f o r t h e GABA a m i n og r o u p . T h i s c o u l d b e c o n s i s t e n t w i t h t h e l o s s o fa c t i v i t y w i t h i n c r e a s i n g c h a i n l e n g t h , a s t h e s e c o n da m i n o g r o u p o f , f o r e x a m p l e , d i a m i n o b u t a n e o rd i a m i n o p e n t a n e a p p r o a c h e s t h e p r e s u m a b l y e l e c -t r o p o s i t i v e g r o u p i n g n o r m a l l y i n t e r a c t i n g w i t h t h eGABA c a r b o x y l m o i e t y . Th e a c t i v i t y s h o w n b y DAP,h o w e v e r , p r o b a b l y r e f l e c t s t h e f a c t t h a t i t i s o n l y o n ec a r b o n l o n g e r t h a n EDA a n d t h e r e f o r e t h e r e i s n os i g n i f i c a n t s t e r i c o r e l e c t r o c h e m i c a l h i n d r a n c e b e -t w e e n i t a n d t h e m o l e c u l a r a c c e p t o r g r o u p i n g s . Th esame a r g u m e n t s t h a t a p p l y t o b i cu cu l l i n e r e v e r s a l o fEDA c a n t h e r e f o r e b e a p p l i e d t o DAP a n d t h i sa n t a g o n i s t . Th e s i m p l e a d d i t i o n o f a c a r b o x y l g r o u p ,a s i n 2 , 3 - d i a m i n o p r o p i o n i c a c i d h o w e v e r , r e d u c e sr a t h e r t h a n i m p r o v e s a c t i v i t y . D i a m i n o b u t y r i c a c i dh a s s i m i l a r l y b e e n s h o w n t o b e o n l y a weak d e -p r e s s a n t o f c e l l f i r i n g ( C u r t i s & W a t k i n s , 1 9 6 0 ) . O nt h e o t h e r h a n d , t h e m o n o a m i n e s m e t h y l a m i n e ,e t h y l a m i n e a n d p r o p y l a m i n e w e r e f o u n d t o b e i n a c -t i v e o n c e l l f i r i n g r a t e s ( C u r t i s & W a t k i n s , 1 9 6 0 ) a n di n t h e p r e s e n t s t u d y t h e r e p l a c e m e n t o f o n e a m i n o b yh y d r o x y l ( 2 - a m i n o e t h a n o l ) o r t h e m a s k i n g o f o n en i t r o g e n a s i n N - m e t h y l EDA r e d u c e s o r a b o l i s h e sa c t i v i t y .

I n a t t e m p t i n g t o e x p l a i n t h e s e f i n d i n g s i t m ay b en o t e d t h a t n u m e r o u s a u t h o r s h a v e s u g g e s t e d t h a t t w oo r more m o l e c u l e s o f GABA m ay b e r e q u i r e d t oa c t i v a t e t h e r e c e p t o r s ( T a k e u c h i & T a k e u c h i , 1 9 6 9 ;F e l t z , 1 9 7 1 ; B r o o k e s & We r ma n, 1 9 7 9 ) . I f t h i s i s s o ,t h e n EDA m ay h a v e t h e c o r r e c t amount o f s p a c i n gb e t w e e n t h e a m i n o n i t r o g e n s t o f i t o n t o t w o a d j a c e n tGABA-amine a c c e p t o r s .An a l t e r n a t i v e e x p l a n a t i o n f o r t h e e f f e c t s o f EDAa n d i t s a n a l o g u e s i s t h a t t h e y a r e i n t e r a c t i n g w i t h an o v e l , b i c u c u l l i n e - s e n s i t i v e r e c e p t o r t o p r o d u c e i n -h i b i t i o n o f c e l l f i r i n g , a n d t h i s i n t e r a c t i o n r e q u i r e st w o a m i n e g r o u p s a t a c r i t i c a l d i s t a n c e a p a r t .

T h i s work was s u p p o r t e d b y A c t i o n R e s e a r c h .

8/2/2019 brjpharm00633-0091

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DIAMINES AND DERIVATIVES 9

R e f e r e n c e sBEVAN, P . , BRADSHAW, C . M . , PUN, P . Y . K . , SLATER, N . T . &SZABADI, E . ( 1 9 7 9 ) . The r e l a t i v e c o n t r i b u t i o n o f i o n -

t o p h o r e s i s a n d e l e c t r o o s m o s i s t o t h e e l e c t r o p h o r e t i cr e l e a s e o f n o r a d r e n a l i n e f r o m m u l t i b a r r e l l e d m i c -r o p i p e t t e s . B r . J . P h a r m a c . , 6 7 , 4 7 8 - 4 7 9 P .BRADSHAW, C . M . , ROBERTS, M . H . T . & SZABADI, E .( 1 9 7 3 ) . K i n et i c s o f t h e r e l e a s e o f n o r a d r e n a l i n e f r o m

m i c r o p i p e t t e s : i n t e r a c t i o n b e t w e e n e j e c t i n g a n d r e t a i n -i n g c ur r en t s . B r . J . P h a r m a c . , 4 9 , 6 6 7 - 6 7 7 .BROOKES, N . & WERMAN, R . ( 1 9 7 9 ) . The c o o p e r a t i v i t y o fGABA a c t i o n on t h e m e m bran e o f l o c u s t m u s c l e f i b r e s .M o l e c . P h a r m a c . , 9 , 5 7 1 - 5 7 9 .C U R T I S , D . R . ( 1 9 6 4 ) . M i c r o e l e c t r o p h o r e s i s I n . P h y s i c a lT e c h n i q u e s i n B i o l o g i c a l R e s e a r c h v o l . 5 A . e d . N a s t u k ,W . L . p p . 1 4 4 - 1 8 3 . N e w Y o r k : A c a d e m i c P r e s s .

CURTIS, D . R . , DUGGAN, A . W . , F E L I X , D . & JOHNSTON,G . A . R . ( 1 9 7 0 ) . G A B A, b i c u c u l l i n e a n d c e n t r a l i n h i b i -t i o n . N a t u r e , 2 2 6 , 1 2 2 2 - 1 2 2 4 .CURTIS, D . R . , DUGGAN, A . W . , F E L I X , D . & JOHNSTON,G . A . R . ( 1 9 7 1 ) . B i c u c u l l i n e , a n a n t a g o n i s t o f GABA a n d

s y n a p t i c i n h i b i t i o n i n t h e s p i n a l c o r d o f t h e c a t . B r a i nR e s . , 3 2 , 6 9 - 9 6 .C U R T I S , D . R . & WATKINS, J . C . ( 1 9 6 0 ) . Th e e x c i t a t i o n a n dd e p r e s s i o n o f s p i n a l n e u r o n e s b y s t r u c t u r a l l y r e l a t e da m i n o a c i d s . J . N e u r o c h e m . , 6 , 1 1 7 - 1 4 1 .DE GROOT, T . ( 1 9 5 9 ) . Th e r a t f o r e b r a i n i n s t e r e o t a x i cc o o r d i n a t e s . T r a n s . R . N e t h. A c a d . S c i . , 5 2 , 1 - 4 0 .F E L T Z , A . ( 1 9 7 1 ) . C o m p e t i t i v e i n t e r a c t i o n o f P - g u a n i d i n o -p r o p i o n i c a c i d a n d GABA on t h e m u s c l e f i b r e o f t h ec r a y f i s h . J . P h y s i o l . , 2 1 6 , 3 9 1 - 4 0 1 .FORSTER, P . , LLOYD, H . G . E . , MORGAN, P . , PARKER, M . ,P E R K I N S , M . N . & STONE, T . W . ( 1 9 8 1 ) . E t h y l e n e d i a m i n ea c t s upon GABA r e c e p t o r s a n d u p t a k e s i t e s . B r . J .P h a r m a c . , 7 4 , 2 7 4 P .

JOHNSTON, G . A . R . , BEART, P . M . , C U R T I S , D . R . , GAME,C . J . A . , McCULLOCH, R . M . & MACLACHLAN, R.M.

( 1 9 7 2 ) . B i c u c u l l i n e m e t h o c h l o r i d e a s a GABA a n t a g o n -i s t , N a t u r e , Ne w B i o L , 240,219- 2 2 0 .KELLY, J . S . ( 1 9 7 5 ) . M i c r o i o n t o p h o r e t i c a p p l i c a t i o n o fd r u g s o n t o s i n g l e n e u r o n s . I n Handbook o f P s y c h o p h a r -m a c o l o g y . V o l . 2 . e d . I v e r s e n , L . L . , I v e r s e n , S . D . &S n y d e r , S . H . p p . 2 9 - 6 7 . N e w Y o r k : P l e n u m P r e s s .KELLY, J . S . & BEART, P . M . ( 1 9 7 5 ) . Amino a c i d r e c e p t o r s i nCN S 1 1 . GABA i n s u p r a s p i n a l r e g i o n s . I n Handbook o fP s y c h o p h a r m a c o l o g y . V o l . 4 . e d . I v e r s e n , L . L . , I v e r s e n ,S . D . & S n y d e r , S . H . p p . 1 2 9 - 1 9 8 . N e w Y o r k : PlenumP r e s s .K R N J E V I C , K . ( 1 9 7 1 ) . M i c r o i o n t o p h o r e s i s . I n M e t h o d s o fN e u r o c h e m i s t r y , e d . F r i e d , R . p p . 1 2 9 - 1 7 2 . Ne w Y o r k :Dekker P r e s s .

PERKINS, M . N . , B O WE R Y, N . G . , HILL, D . R . & STONE, T.W.( 1 9 8 1 ) . N e u r o n a l r e s p o n s e s t o e t h y l e n e d i a m i n e p r e f e -r e n t i a l b l o c k a d e b y b i c u c u l l i n e . N e u r o s c i . L e u . , 2 3 ,3 2 5 - 3 2 7 .P E R K I N S , M . N . & STONE, T . W . ( 1 9 8 0 ) . B l o c k a d e o f s t r i a t a ln e u r o n e r e s p o n s e s t o m o r p h i n e b y a m i n o p h y l l i n e : e v i -d e n c e f o r a d e n o s i n e m e d i a t i o n o f o p i a t e a c t i o n . B r . J .P h a r m a c . , 6 9 , 1 3 1 - 1 3 8 .SIMMONDS, M . ( 1 9 8 0 ) . E v i d e n c e t h a t b i c u c u l l i n e a n d p i c -r o t o x i n a c t a t s e p a r a t e s i t e s t o a n t a g o n i z e y -a m i n o b u t y r i c a c i d i n r a t c u n e a t e n u c l e u s . N e u r o p h a r -m a c . , 1 9 , 3 9 - 4 5 .STONE, T . W . ( 1 9 7 3 ) . C o r t i c a l p y r a m i d a l t r a c t i n t e r n e u r o n e sa n d t h e i r s e n s i t i v i t y t o L - g l u t a m i c a c i d . J . P h y s i o l . , 2 3 3 ,2 1 1 - 2 2 5 .TAKEUCHI, A . & TAKEUCHI, N . ( 1 9 6 9 ) . A s t u d y o f t h ea c t i o n o f p i c r o t o x i n o n t h e i n h i b i t o r y n e u r o m u s c u l a rj u n c t i o n o f t h e c r a y f i s h , J . P h y s i o l . , 2 0 5 , 3 7 7 - 3 9 1 .T I C K U , M . K . & OLSEN, R . W . ( 1 9 7 8 ) . I n t e r a ct i o n o f b a r b i t u -r a t e s w i t h d i h y d r o p i c r o t o x i n b i n d i n g s i t e s r e l a t e d t o t h eGABA r e c e p t o r - i o n o p h o r e s y s t e m . L i f e S c i . , 2 2 ,1 6 4 3 - 1 6 5 2 .

( R e c e i v e d M ay 8 , 1 9 8 1 .R e v i s e d A u g u s t 2 6 , 1 9 8 1 . )