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Enregistrement W3173641362 · doi:10.1101/2021.03.16.435624

High-affinity P2Y <sub>2</sub> and low-affinity P2X <sub>7</sub> receptor interaction modulates ATP-mediated calcium signaling in murine osteoblasts

2021· preprint· en· W3173641362 sur OpenAlexafffund
Nicholas Mikolajewicz, Delaney Smith, Svetlana V. Komarova, Anmar Khadra

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2021
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueAdenosine and Purinergic Signaling
Établissements canadiensMcGill UniversityShriners Hospitals for Children - Canada
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institutes of Health ResearchRéseau de Recherche en Santé Buccodentaire et OsseuseFaculty of Dentistry, McGill University
Mots-clésPurinergic receptorP2Y receptorReceptorCell biologySERCAORAI1ChemistryInositol trisphosphate receptorCalcium signalingBiologySignal transductionBiophysicsBiochemistryInositolEndoplasmic reticulumSTIM1

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

1 Abstract P2 purinergic receptor family implicated in many physiological processes, including neurotransmission, mechanical adaptation and inflammation, consist of ATP-gated non-specific cation channels P2XRs and G-protein coupled receptors P2YRs. Different cells, including bone forming osteoblasts, express multiple P2 receptors; however, how P2X and P2Y receptors interact in generating cellular responses to various doses of [ATP] remains poorly understood. Using primary bone marrow and compact bone derived osteoblasts and BMP2-expressing C2C12 osteoblastic cells, we demonstrated conserved features in the P2-mediated Ca 2+ responses to ATP, including a transition of Ca 2+ response signatures from transient at low [ATP] to oscillatory at moderate [ATP], and back to transient at high [ATP], and a non-monotonic changes in the response magnitudes which exhibited two troughs at 10 −4 and 10 −2 M [ATP]. We identified P2Y2 and P2X7 receptors as predominantly contributing to these responses, and constructed a mathematical model of P2Y2R-induced inositol trisphosphate (IP3) mediated Ca 2+ release coupled to a Markov model of P2X7R dynamics to study this system. Model predictions were validated using parental and CRISPR/Cas9-generated P2Y2 and P2Y7 knockouts in osteoblastic C2C12-BMP cells. Activation of P2Y2 by progressively increasing [ATP] induced a transition from transient to oscillatory to transient Ca 2+ responses due to the biphasic nature of IP3Rs and the interaction of SERCA pumps with IP3Rs. At high [ATP], activation of P2X7R modulated the response magnitudes through an interplay between the biphasic nature of IP 3 Rs and the desensitization kinetics of P2X7Rs. Moreover, we found that P2Y2 activity may alter the kinetics of P2X7 towards favouring naïve state activation. Finally, we demonstrated the functional consequences of lacking P2Y2 or P2X7 in osteoblast mechanitransduction. This study thus provides important insights into the biophysical mechanisms underlying ATP-dependent Ca 2+ response signatures, which are important in mediating bone mechanoadaptation. 2 Author Summary ATP-sensitive purinergic receptors comprise a network of cell-surface receptors that activate upon ATP binding, allowing them to transmit information in a tissue- and context-dependent manner. In bone, mechanically-stimulated osteoblasts release ATP that stimulates low- and high-affinity P2 receptors in neighboring cellular populations, inducing appropriate physiological responses. P2 receptor signaling is characterized by elevations in intracellular calcium levels. When simultaneously stimulated by their common ligand, ATP, the contribution of each P2 receptor subtype gives rise to a complex calcium response, exhibiting oscillatory characteristics and biphasic dose-dependent behaviours. Here we used experimental and computational modeling approaches to determine the underlying dynamics of ATP-mediated calcium signaling in osteoblasts. The latter was done by developing a mathematical model that was comprised of a subset of low-(P2X7) and high-(P2Y2) affinity P2 receptors, reflecting the conserved P2 expression observed across different osteoblast models. We demonstrated that this model recapitulates experimental recordings of ATP-induced calcium signaling in osteoblasts and describes the dynamic interplay between P2Y2 and P2X7 receptors in the P2 receptor network.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,212
Écart entre enseignants0,202 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2021
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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