Exercise-dependent formation of new junctions that promote STIM1-Orai1 assembly in skeletal muscle.
Exercise-dependent formation of new junctions that promote STIM1-Orai1 assembly in skeletal muscle.
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DOI：
10.1038/s41598-017-14134-0
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发表时间：
2017-10-27
影响因子：
4.6
通讯作者：
Protasi F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Boncompagni S;Michelucci A;Pietrangelo L;Dirksen RT;Protasi F
存储操纵的 Ca2+ 进入 (SOCE) 是一种普遍存在的机制，允许从细胞外空间回收 Ca2+ 离子，已被提出可以限制重复骨骼肌活动期间的疲劳。然而，肌纤维中 SOCE 的亚细胞位置尚未明确确定。在这里，我们表明运动驱动肌管系统的显着重塑，在肌浆网（SR）和横管（TT）之间形成以前未识别的连接。我们还证明这些新的 SR-TT 连接包含介导 SOCE 的分子机制：基质相互作用分子 1 (STIM1)（充当 SR Ca2+ 传感器）和 Orai1（TT 中的 Ca2+ 渗透通道）。此外，与对照小鼠的肌肉相比，在 2.5 mM 细胞外 Ca2+ 存在的情况下，从运动小鼠分离的 EDL 肌肉在重复刺激期间表现出增强的维持收缩力的能力。通过用 Mg2+ 替代细胞外 Ca2+ 或添加 SOCE 抑制剂（BTP-2 和 2-APB），可以显着减少这种功能差异。我们提出，在运动过程中形成的新 SR-TT 连接，包含 STIM1 和 Orai1，充当 Ca2+ 进入单元 (CEU)，这种结构提供了在重复肌肉活动期间从细胞外空间快速恢复 Ca2+ 离子的途径。
Store-operated Ca2+ entry (SOCE), a ubiquitous mechanism that allows recovery of Ca2+ ions from the extracellular space, has been proposed to limit fatigue during repetitive skeletal muscle activity. However, the subcellular location for SOCE in muscle fibers has not been unequivocally identified. Here we show that exercise drives a significant remodeling of the sarcotubular system to form previously unidentified junctions between the sarcoplasmic reticulum (SR) and transverse-tubules (TTs). We also demonstrate that these new SR-TT junctions contain the molecular machinery that mediate SOCE: stromal interaction molecule-1 (STIM1), which functions as the SR Ca2+ sensor, and Orai1, the Ca2+-permeable channel in the TT. In addition, EDL muscles isolated from exercised mice exhibit an increased capability of maintaining contractile force during repetitive stimulation in the presence of 2.5 mM extracellular Ca2+, compared to muscles from control mice. This functional difference is significantly reduced by either replacement of extracellular Ca2+ with Mg2+ or the addition of SOCE inhibitors (BTP-2 and 2-APB). We propose that the new SR-TT junctions formed during exercise, and that contain STIM1 and Orai1, function as Ca2+ Entry Units (CEUs), structures that provide a pathway to rapidly recover Ca2+ ions from the extracellular space during repetitive muscle activity.
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影响因子：
4
作者：
Hendron E;Wang X;Zhou Y;Cai X;Goto J;Mikoshiba K;Baba Y;Kurosaki T;Wang Y;Gill DL
通讯作者：
Gill DL
影响因子：
5.5
作者：
Lyfenko, Alla D.;Dirksen, Robert T.
通讯作者：
Dirksen, Robert T.
影响因子：
4.8
作者：
He, LP;Hewavitharana, T;Gill, DL
通讯作者：
Gill, DL
DOI：
10.1212/nxg.0000000000000050
发表时间：
2016-02
期刊：
Neurology. Genetics
影响因子：
--
作者：
Okuma H;Saito F;Mitsui J;Hara Y;Hatanaka Y;Ikeda M;Shimizu T;Matsumura K;Shimizu J;Tsuji S;Sonoo M
通讯作者：
Sonoo M
影响因子：
5.5
作者：
Kurebayashi, N;Ogawa, Y
通讯作者：
Ogawa, Y