Muscarinic Antagonist Mediated Activation of ERK Signaling Depends on β‐arrestin Recruitment to Augment Axonal Outgrowth in Neurons
Notice bibliographique
Résumé
Objective One of the major cellular effectors activated by G protein coupled receptors is extracellular signal‐regulated kinase (ERK). The ERK signaling cascade regulates a variety of cellular processes including growth and proliferation. Both G protein and β‐arrestin mediated signaling pathways lead to ERK activation by phosphorylation through different kinases. Recently, we have shown muscarinic acetylcholine type 1 receptor (M 1 R) antagonists, muscarinic toxin 7 (MT7) and pirenzepine, induced elevated neurite outgrowth and protected from small and large fiber neuropathy in adult sensory neurons in various animal models. Thus, we hypothesized that the neuritogenic effect of muscarinic antagonists was mediated by M 1 R‐ERK signaling. Methodology We have used extensive two dimensional isoelectric focusing/SDS‐PAGE combined with analysis using multiple phospho‐epitope specific antibodies to study ERK1/2 phosphorylation and activation of its downstream nuclear effector ‐ cyclic response element binding protein (CREB) in cultured adult rat primary dorsal root ganglion (DRG) neurons. Activation of CREB is known for neuroprotective and growth promoting effects. In addition, we have used CRISPR/Cas9 based β‐arrestin1/2 and Gα S/L/Q/11/12/13 null HEK293 cell lines to dissect the downstream signaling events following antagonist binding to M 1 R. Results MT7 and pirenzepine‐mediated M 1 R‐ERK signaling induced a significant increase in activation‐loop specific phosphorylation (T202/Y204) of ERK1/2 and significantly elevated pCREB(S133) levels in cultured sensory neurons. Further, using M 1 R expressing β‐arrestin1/2 and Gα S/L/Q/11/12/13 null HEK293 cell lines, we have shown that MT7 or pirenzepine mediated ERK1/2 activation is positively dependent on β‐arrestin recruitment to M 1 R but negatively regulated by G proteins. We have identified multiple charged fractions of ERK1/2 modulated by muscarinic antagonist treatment that is indicative of complex dynamics related to allosteric drug binding. Conclusions Our study provides evidence that the neuritogenic effect of MT7 and pirenzepine may be mediated by selective blockade of M 1 R and downstream activation of ERK‐CREB signaling. We also give insights into allosteric drug binding and complex dynamics of ERK activation. In addition, our study also indicates that removal of negative regulation by G proteins on antagonist‐M 1 R‐ERK signaling could be exploited for improved therapy in neuropathic diseases. Support or Funding Information Supported by CIHR grant # MOP‐130282 (PF) This abstract is from the Experimental Biology 2018 Meeting. There is no full text article associated with this abstract published in The FASEB Journal .
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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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».