The Concise Guide to PHARMACOLOGY 2021/22 is the fifth in this series of biennial publications. The Concise Guide provides concise overviews, mostly in tabular format, of the key properties of nearly 1900 human drug targets with an emphasis on selective pharmacology (where available), plus links to the open access knowledgebase source of drug targets and their ligands (www.guidetopharmacology.org), which provides more detailed views of target and ligand properties. Although the Concise Guide constitutes over 500 pages, the material presented is substantially reduced compared to information and links presented on the website. It provides a permanent, citable, point-in-time record that will survive database updates. The full contents of this section can be found at http://onlinelibrary.wiley.com/doi/bph.15539. Ion channels are one of the six major pharmacological targets into which the Guide is divided, with the others being: G protein-coupled receptors, nuclear hormone receptors, catalytic receptors, enzymes and transporters. These are presented with nomenclature guidance and summary information on the best available pharmacological tools, alongside key references and suggestions for further reading. The landscape format of the Concise Guide is designed to facilitate comparison of related targets from material contemporary to mid-2021, and supersedes data presented in the 2019/20, 2017/18, 2015/16 and 2013/14 Concise Guides and previous Guides to Receptors and Channels. It is produced in close conjunction with the Nomenclature and Standards Committee of the International Union of Basic and Clinical Pharmacology (NC-IUPHAR), therefore, providing official IUPHAR classification and nomenclature for human drug targets, where appropriate.

Abstract Nociceptor cell bodies generate “spontaneous” discharge that can promote ongoing pain in persistent pain conditions. Little is known about the underlying mechanisms. Recordings from nociceptor cell bodies (somata) dissociated from rodent and human dorsal root ganglia (DRGs) have shown that prior pain in vivo is associated with low-frequency discharge controlled by irregular depolarizing spontaneous fluctuations of membrane potential (DSFs), likely produced by transient inward currents across the somal input resistance. Here we show that DSFs are associated with high somal input resistance over a wide range of membrane potentials, including depolarized levels where DSFs approach action potential (AP) threshold. Input resistance and both the amplitude and frequency of DSFs were increased in neurons exhibiting spontaneous activity. Ion substitution experiments indicated that the depolarizing phase of DSFs is generated by spontaneous opening of channels permeable to Na + and/or Ca 2+ , and that Ca 2+ -permeable channels are especially important for larger DSFs. Partial reduction of the amplitude and/or frequency of DSFs by perfusion of pharmacological inhibitors indicated small but significant contributions from Nav1.7, Nav1.8, TRPV1, TRPA1, TRPM4, and N-type Ca 2+ channels. Less specific blockers suggested a contribution from NALCN channels, and global knockout suggested a role for Nav1.9. The combination of high somal input resistance plus background activity of diverse ion channels permeable to Na + and/or Ca 2+ produces DSFs that are poised to reach AP threshold if resting membrane potential (RMP) depolarizes, AP threshold decreases, and/or DSFs become enhanced -- all of which have been reported under painful neuropathic and inflammatory conditions.

Nociceptors with somata in dorsal root ganglia (DRGs) exhibit an unusual readiness to switch from an electrically silent state to a hyperactive state of tonic, nonaccommodating, low-frequency, irregular discharge of action potentials (APs). Ongoing activity (OA) during this state is present in vivo in rats months after spinal cord injury (SCI), and has been causally linked to SCI pain. OA induced by various neuropathic conditions in rats, mice, and humans is retained in nociceptor somata after dissociation and culturing, providing a powerful tool for investigating its mechanisms and functions. An important question is whether similar nociceptor OA is induced by painful conditions other than neuropathy. The present study shows that probable nociceptors dissociated from DRGs of rats subjected to postsurgical pain (induced by plantar incision) exhibit OA. The OA was most apparent when the soma was artificially depolarized to a level within the normal range of membrane potentials where large, transient depolarizing spontaneous fluctuations (DSFs) can approach AP threshold. This latent hyperactivity persisted for at least 3 weeks, whereas behavioral indicators of affective pain - hindpaw guarding and increased avoidance of a noxious substrate in an operant conflict test - persisted for 1 week or less. An unexpected discovery was latent OA in neurons from thoracic DRGs that innervate dermatomes distant from the injured tissue. The most consistent electrophysiological alteration associated with OA was enhancement of DSFs. Potential in vivo functions of widespread, low-frequency nociceptor OA consistent with these and other findings are to amplify hyperalgesic priming and to drive anxiety-related hypervigilance.

Arthritis leads to bone erosion due to an imbalance between osteoclast and osteoblast function. Our prior investigations revealed that the Ca 2+ -selective ion channel, Orai1, is critical for osteoclast maturation. Here, we show that the small-molecule ELP-004 preferentially inhibits transient receptor potential canonical (TRPC) channels. While ELP-004 minimally affected physiological RANKL-induced osteoclast maturation in murine bone marrow– and spleen-derived myeloid cells (BMSMCs) and human PBMC-derived cells, it potently interfered with osteoclast maturation driven by TNFα or LTB4. The contribution of TRPC channels to osteoclastogenesis was examined using BMSMCs derived from TRPC4 −/− or TRPC(1–7) −/− mice, again revealing preferential interference with osteoclastogenesis driven by proinflammatory cytokines. ELP-004 also reduced bone erosion in a mouse model of rheumatoid arthritis. These investigations reveal TRPC channels as critical mediators of inflammatory bone erosion and provide insight into the major target of ELP-004, a drug currently in preclinical testing as a therapeutic for inflammatory arthritis.