Mechanism and effects of the skeletal muscle Nav1.4 inhibition by cannabidiol
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Cannabis sativa contains active constituents called phytocannabinoids. Some phytocannabinoids are psychotropic and others are not. The primary non-psychotropic phytocannabinoid is cannabidiol (CBD), which is proposed to be therapeutic against many conditions, including muscle spasms. Mechanisms have been proposed for the action of CBD on different systems, involving multiple targets, including the voltage-gated sodium channel (Nav) family, which are heavily implicated in many of the conditions CBD has been reported to relieve. In this study, we investigated the modulatory mechanism of CBD on Nav1.4. Based on previous results, we tested the hypothesis that CBD mechanism of action involves: 1) modulation of membrane elasticity, which indirectly contributes to Nav inhibition; and 2) physical block of the Nav pore. We first performed molecular dynamic (MD) simulations to visualize CBD effects and localization inside the membrane, and then performed NMR to verify the MD results, showing CBD localizes below membrane headgroups. Then, we performed a gramicidin-based fluorescence (GFA) assay that showed CBD alters membrane elasticity. Next, we used site-directed mutagenesis in (F1586A) and around (WWWW) the Nav1.4 pore. Removing the local anesthetic binding site with F1586A reduced CBD block of INa. Occluding the fenestrations with WWWW blocked CBD access from the membrane into the Nav1.4 pore. However, stabilization of inactivation, via CBD-induced changes in membrane elasticity persisted, in WWWW. To investigate the potential therapeutic value of CBD against some Nav1.4 channelopathies, we used a pathogenic variant of Nav1.4, P1158S, known to cause myotonia and periodic paralysis. We found CBD reduces excitability in both wild-type and the mixed myotonia/periodic paralysis variant. Our in-vitro/in-silico results suggest that CBD may have therapeutic value against myotonia. Because Nav1.4 is crucial to skeletal muscle contraction, we used rat diaphragm myography and found the presence of saturating levels of CBD reduces skeletal muscle contraction. SUMMARY We used multidisciplinary approaches to show the mechanism and pathway by which CBD inhibits the skeletal muscle, Nav1.4. Our results suggest CBD modulates membrane elasticity and directly interacts with Nav1.4 within its pore.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».