P2X7 expression modulates mitochondrial metabolism

P2X7 expression modulates mitochondrial metabolism. The P2X7 receptor is a trimeric ATP-gated cation channel best known for its ability to cause plasma membrane permeabilization and cell death after prolonged exposure to extracellular ATP. However, recent data show that its brief activation triggers rapid inward cation currents and intracellular signalling pathways associated with a multiplicity of physiological processes such as induction of the inflammatory cascade, cell proliferation and survival. Recently, there has been an increased effort to understand the mechanism by which P2X7 supports energy-requiring cell functions. We previously showed that basal P2X7 expression has a trophic effect on cellular energetics as it increases mitochondrial potential and ATP synthesis, while on the contrary pharmacological P2X7 stimulation causes mitochondrial potential collapse and fragmentation. These findings point to major role for P2X7 in the modulation of mitochondrial metabolism. In the present study we show that P2X7 localizes to the mitochondria especially following activation. Furthermore P2X7 genetic deletion severely impairs mitochondrial respiration, mitochondrial membrane potential and ability to produce ROS. Decreased energy generation impacts negatively on key cell functions such as migration. These observations demonstrate the central role played by P2X7 in the modulation of cellular energy homeostasis and energy-requiring processes.

L’espessione del recettore P2X7 modula il metabolismo mitocondriale. Il recettore P2X7 è principalmente conosciuto per la sua abilità nel causare morte cellular dovuta ad una prolunata attivazione data dall’ATP, tramite un aumento della permeabilizzazione della membrane plasmatica. Al contrario una brave attivazione causa una modificazioni della concentrazione intracellulare di cationi che si associa a differenti processi fisiologici come induzione della cascata infiammatoria, proliferazione e soppravivemza cellulare. Negli ultimi anni si è cercato di comprendere meglio i meccanismi tramite i quali il recettore P2X7 supporta il metabolismo energetico delle cellule. Il nostro laboratorio ha in precedenza dimostrato come il recettore P2X7 ha un effetto trofico sul metabolismo energetico cellulare tramite l’aumento del potenziale mitocondriale di membrane e la sintesi di ATP. Al contrario stimolazione farmacologica del recettore purinergico causa frammentazione mitocondriale e collasso del potenziale di membrane mitocondriale. Questi dati portano in luce l’importante ruolo del P2X7 nel modulare il metabolismo mitocondriale. Nel presente studio dimostraimo come il recettore P2X7 è presente a livello dei mitocondri e in seguito a attivazione si abbia un suo aumento in questi siti. Inoltre delezione genetica del recettore P2X7 compromette la respirazione mitocondriale, il potenziale di membrane e l’abilita di produrre ROS. Questo stato cellulare de-energizzato provoca un impatto negativo sulle diverse funzioni cellulari come la migrazione. Queste osservazioni dimostrano come il P2X7 gioca un ruolo centrale nell’omeostasi energetica cellulare e nei processi che la coinvolgono.