范德堡大学医学院基础科学的研究人员首次发现了下丘脑神经回路活动依赖性发育的例子。尽管先前的研究表明，瘦素通过瘦素受体直接作用于饥饿神经元，促进神经回路的发育，但11月25日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的结果表明，某些不表达瘦素受体的神经元仍然对其活性敏感。
这项研究由理查德·西默利（Richard Simerly）实验室领导，他是路易丝·B·麦加沃克教授（Louise B. McGavock Professor）和分子生理学与生物物理学教授。研究还支持瘦素在自主调节和食物摄入相关神经回路发育中的新作用。
西默利实验室发现，在神经回路发育的关键产后时期，沉默饥饿神经元（称为“AgRP”神经元）的活动可能会对控制能量平衡的电路结构和功能产生持久影响。
瘦素是一种激素，在成人中通过提供饱腹感来调节饥饿，并帮助维持长期的体重。然而，在出生后的几周内，瘦素还帮助指导控制稳态功能的电路形成。
在他们的论文中，西默利实验室描述了三个主要结果：
- 瘦素对于下丘脑催产素神经元之间正常神经连接的发育是必需的，这些神经元将AgRP神经元与协调与进食相关的自主反应的脑干神经元相连，即使这条通路中的催产素神经元不表达瘦素受体。
- 下丘脑和脑干之间连接的神经回路的发育取决于在下丘脑发育的关键产后时期，对瘦素敏感的AgRP神经元的活动。
- 干扰下丘脑神经元的神经活动可以永久性地改变协调与进食相关的胃肠过程的脑干区域的功能调节。
这篇论文报告的结果应扩展对激素（如瘦素）在发育中指定控制代谢健康和疾病风险相关基本功能的神经回路组织作用的认识。尽管我们已经知道几十年，神经活动影响视觉系统和其他感觉系统的发育，但在下丘脑发育的研究中，神经活动在介导激素作用中的作用一直被忽视，重点放在受体介导的基因表达控制上。
“神经回路控制像能量平衡这样基本的功能可能在发育的关键时期对活动敏感，这表明可能有多种因素通过这种机制影响下丘脑的发育，”西默利说。“发育大脑暴露于改变神经活动的分子可能对构建关键神经回路产生持久后果，这可能对大脑在健康和疾病中的功能产生持久影响。”
这项研究为利用这一机制促进正常发育并改善因遗传异常或有害环境暴露而处于风险的人群的结果打开了大门。
本研究的完成离不开工作人员科学家兼第一作者杰西卡·比丁格（Jessica Biddinger）的才华和毅力。合著者朱利奥·阿亚拉（Julio Ayala）副教授、分子生理学与生物物理学教授及范德堡小鼠代谢表型中心主任的贡献也是研究的重要组成部分。
更多信息：
Simerly, Richard B., AgRP神经元介导催产素连接性和自主调节的活动依赖性发育，《美国国家科学院院刊》（2024）。DOI: 10.1073/pnas.2403810121. doi.org/10.1073/pnas.2403810121
期刊信息：
《美国国家科学院院刊》
来源：
范德堡大学
引用：
饥饿激素研究揭示其在神经回路发育中的新作用（2024年11月25日），2024年11月25日从 获取
(全文结束)
