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Erschienen in: Journal of Bone and Mineral Metabolism 5/2023

07.07.2023 | Original Article

Extracellular ATP-induced calcium oscillations regulating the differentiation of osteoblasts through aerobic oxidation metabolism pathways

verfasst von: Xiaohang Gao, Xiaohui Di, Jingjing Li, Yiting Kang, Wenjun Xie, Lijun Sun, Jianbao Zhang

Erschienen in: Journal of Bone and Mineral Metabolism | Ausgabe 5/2023

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Abstract

Introduction

The increase of ATP concentration in the extracellular space represents one of the effective signals that stimulate the physiological activities of cells when the bone is exposed to external mechanical stimulation such as stretching and shear stress force throughout life. However, the effects of ATP on osteoblast differentiation and related mechanisms are not well understood.

Materials and Methods

In this study, the roles of extracellular ATP on osteoblast differentiation, intracellular calcium ([Ca2+]i) levels, metabolomics, and the expression of proteins related to energy metabolism were investigated.

Results

Our results showed that 100 μM extracellular ATP initiated intracellular calcium ([Ca2+]i) oscillations via the calcium-sensing receptor (P2R) and promoted the differentiation of MC3T3-E1 cells. Metabolomics analysis showed that the differentiation of MC3T3-E1 cells depended on aerobic oxidation, but little glycolysis. Moreover, the differentiation of MC3T3-E1 cells and aerobic oxidation were suppressed with the inhibition of AMP-activated protein kinase (AMPK).

Conclusion

These results indicate that calcium oscillations triggered by extracellular ATP can activate aerobic oxidation through AMPK-related signaling pathways and thus promote osteoblast differentiation.
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Metadaten
Titel
Extracellular ATP-induced calcium oscillations regulating the differentiation of osteoblasts through aerobic oxidation metabolism pathways
verfasst von
Xiaohang Gao
Xiaohui Di
Jingjing Li
Yiting Kang
Wenjun Xie
Lijun Sun
Jianbao Zhang
Publikationsdatum
07.07.2023
Verlag
Springer Nature Singapore
Erschienen in
Journal of Bone and Mineral Metabolism / Ausgabe 5/2023
Print ISSN: 0914-8779
Elektronische ISSN: 1435-5604
DOI
https://doi.org/10.1007/s00774-023-01449-4

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