Fasting induces remodeling of the orexigenic projections from the arcuate nucleus to the hypothalamic paraventricular nucleus, in a growth hormone secretagogue receptor-dependent manner.

Autor:	Cabral A; Laboratorio de Neurofisiología, Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional La Plata y Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC-PBA), La Plata, Buenos Aires, Argentina., Fernandez G; Laboratorio de Neurofisiología, Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional La Plata y Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC-PBA), La Plata, Buenos Aires, Argentina., Tolosa MJ; Laboratorio de Neurofisiología, Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional La Plata y Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC-PBA), La Plata, Buenos Aires, Argentina., Rey Moggia Á; Laboratorio de Neurofisiología, Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional La Plata y Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC-PBA), La Plata, Buenos Aires, Argentina., Calfa G; Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba (IFEC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Departamento de Farmacología, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina., De Francesco PN; Laboratorio de Neurofisiología, Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional La Plata y Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC-PBA), La Plata, Buenos Aires, Argentina., Perello M; Laboratorio de Neurofisiología, Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional La Plata y Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC-PBA), La Plata, Buenos Aires, Argentina. Electronic address: mperello@imbice.gov.a.
Jazyk:	angličtina
Zdroj:	Molecular metabolism [Mol Metab] 2020 Feb; Vol. 32, pp. 69-84. Date of Electronic Publication: 2019 Dec 16.
DOI:	10.1016/j.molmet.2019.11.014
Abstrakt:	Objective: Arcuate nucleus (ARC) neurons producing Agouti-related peptide (AgRP) and neuropeptide Y (NPY; ARC AgRP/NPY neurons) are activated under energy-deficit states. ARC AgRP/NPY neurons innervate the hypothalamic paraventricular nucleus (PVH), and ARC→PVH projections are recognized as key regulators of food intake. Plasma ghrelin levels increase under energy-deficit states and activate ARC AgRP/NPY neurons by acting on the growth hormone secretagogue receptor (GHSR). Here, we hypothesized that activation of ARC AgRP/NPY neurons in fasted mice would promote morphological remodeling of the ARC AgRP/NPY →PVH projections in a GHSR-dependent manner. Methods: We performed 1) fluorescent immunohistochemistry, 2) imaging of green fluorescent protein (GFP) signal in NPY-GFP mice, and 3) DiI axonal labeling in brains of ad libitum fed or fasted mice with pharmacological or genetic blockage of the GHSR signaling and then estimated the density and strength of ARC AgRP/NPY →PVH fibers by assessing the mean fluorescence intensity, the absolute area with fluorescent signal, and the intensity of the fluorescent signal in the fluorescent area of the PVH. Results: We found that 1) the density and strength of ARC AgRP/NPY fibers increase in the PVH of fasted mice, 2) the morphological remodeling of the ARC AgRP/NPY →PVH projections correlates with the activation of PVH neurons, and 3) PVH neurons are not activated in ARC-ablated mice. We also found that fasting-induced remodeling of ARC AgRP/NPY →PVH fibers and PVH activation are impaired in mice with pharmacological or genetic blockage of GHSR signaling. Conclusion: This evidence shows that the connectivity between hypothalamic circuits controlling food intake can be remodeled in the adult brain, depending on the energy balance conditions, and that GHSR activity is a key regulator of this phenomenon. (Copyright © 2019 The Author(s). Published by Elsevier GmbH.. All rights reserved.)
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