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Enregistrement W4415077664 · doi:10.1093/jbmrpl/ziaf160

Identification of novel collagen breakdown products by human osteoclasts in vitro and in vivo

2025· article· en· W4415077664 sur OpenAlexaff
Brendan P. Norman, J.P. Dillon, S Alkharabsheh, Francoise Congues, Peter J. Wilson, Andrew Davison, Elinor Chapman, J. Baker, Séamus Coyle, C Probert, Paul E. Beaulé, L. Ranganath, J. Mark Wilkinson, James A. Gallagher

Notice bibliographique

RevueJBMR Plus · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueCollagen: Extraction and Characterization
Établissements canadiensOttawa Hospital
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBone resorptionPeptideCathepsinOsteoclastCathepsin KIn vivoMatrix metalloproteinaseProteasesResorption

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Bone resorption involves dissolution of mineral and enzymatic degradation of bone matrix. The primary enzyme is cathepsin K but other proteases including matrix metalloproteinases are involved. Some cleavage products of cathepsin K have been partially identified, including crossed-linked telopeptides of type I collagen. However, the pathway of type I bone collagen degradation has not been fully elucidated. The aim of this study was to comprehensively characterise the entire complement of bone breakdown products resulting from osteoclast action under controlled conditions in vitro . Complete characterisation of these breakdown products will advance understanding of osteoclast biology and has the potential to reveal new biomarkers of bone resorption. We analysed extracellular media from osteoclasts cultured on dentine substrates, using untargeted liquid chromatography mass spectrometry. We discovered 22 breakdown products resulting from osteoclastic action. These products were peptide fragment sequences that mapped to various collagen proteins present in bone and dentine matrix. Nine peptide fragments mapped exclusively to collagen I alpha-1 chain (COL1A1), the most abundant protein in bone. Analysis of the reported cleavage sites in the COL1A1 protein sequence indicated 7/9 COL1A1-specific fragments not explained by known proteolytic events. We subsequently showed that 14 of the fragment products were present in human serum and/or urine from metabolomic datasets obtained from patients with the inherited metabolic disease alkaptonuria (serum) and lung cancer (urine). Two products were at higher concentration (P <0.05, fold change >2) in urine from patients with bone metastasis (29/112) from the lung cancer cohort. The range of collagen peptide fragments we discovered as a direct result of osteoclast activity indicates a complexity of bone resorption pathways not previously known. Monitoring the concentrations of these novel bone markers in biofluids has the potential to capture multiple pathways of bone resorption activity beyond the existing assays based on Cathepsin K. Lay summary Breakdown of bone tissue is performed by specialised bone cells called osteoclasts in a process known as bone resorption. Knowledge of specific molecules produced from osteoclasts acting on bone is important for a) understanding bone resorption in health and disease, and b) clinical tests of bone resorption from measurement of these breakdown products. Here we aimed to characterise the entire complement of bone breakdown products resulting from osteoclast action under controlled conditions in the laboratory. We found a total of 22 breakdown products produced from osteoclasts cultured on wafers of dentine, a tissue with almost identical composition to bone. Analysis of the structures of these products revealed fragments of varying size produced from digestion of specific proteins present in bone. We then showed that 14/22 bone protein fragments observed in our cell culture experiments were also present in human blood and/or urine. In our analysis of urine from patients with lung cancer, we found that two of the protein fragments we identified were higher in a subset (29/112) of patients with bone metastasis. Our findings provide new insights into the mechanisms of bone resorption and show the potential for monitoring the range of urine bone protein fragments in bone disorders.

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 GPT0,263
Écart entre enseignants0,253 · 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

Citations1
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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