배고픔 호르몬인 렙틴은 렙틴 수용체와 무관하게 신경 발달을 지시할 수 있습니다.

Vanderbilt University School of Medicine Basic Sciences의 연구원들은 시상하부 신경 회로의 활동 의존적 발달의 첫 번째 예를 발견했습니다. 이전 연구에서는 렙틴 호르몬이 렙틴 수용체를 통해 배고픔 뉴런에 직접 작용하여 신경 회로의 발달을 촉진한다는 사실이 밝혀졌지만, 그 결과는 PNAS 11월 25일에 렙틴 수용체를 발현하지 않는 특정 뉴런이 그럼에도 불구하고 그 활동에 민감하다는 사실이 밝혀졌습니다.

Louise B. McGavock 교수이자 분자 생리학 및 생물물리학 교수인 Richard Simerly 연구실이 주도한 이 연구는 또한 자율 조절 및 음식 섭취와 관련된 신경 회로의 발달을 특정화하는 데 있어서 렙틴의 새로운 역할을 뒷받침합니다. 그의 연구실에서는 출생 후 신경 회로 발달의 중요한 기간 동안 배고픔 뉴런("AgRP" 뉴런이라고 함)의 활동을 억제하면 에너지 균형을 제어하는 ​​회로의 구조와 기능에 지속적인 영향을 미칠 수 있음을 발견했습니다.

렙틴은 성인의 경우 포만감을 제공하여 배고픔을 조절하고 장기적으로 체중을 유지하는 데 도움이 되는 호르몬입니다. 그러나 출생 후 몇 주 동안 렙틴은 항상성 기능을 제어하는 ​​회로의 형성을 지시하는 데에도 도움이 됩니다.

그들의 PNAS 논문에서 Simerly 연구소는 세 가지 주요 결과를 설명합니다.

1. 렙틴은 시상하부 옥시토신 뉴런 사이의 정상적인 신경 연결 발달에 필요합니다. 이 경로의 옥시토신 뉴런은 렙틴 수용체를 발현하지 않지만 AgRP 뉴런을 수유와 관련된 자율 반응을 조정하는 뇌간 뉴런과 연결합니다.
2. 시상하부와 뇌간을 연결하는 신경 회로의 발달은 출생 후 시상하부 발달의 중요한 시기 동안 렙틴을 감지하는 AgRP 뉴런의 활동에 따라 달라집니다.
3. 시상하부 뉴런의 신경 활동 교란은 수유와 관련된 위장 과정을 조정하는 뇌간 영역의 기능적 조절을 영구적으로 변경할 수 있습니다.

이 논문에서 보고된 결과는 렙틴과 같은 호르몬이 대사 건강과 질병 위험의 발현과 관련된 필수 기능을 제어하는 ​​신경 회로의 조직을 지정하는 데 있어서 하는 발달적 역할에 대한 우리의 이해를 확대해야 합니다. 우리는 수십 년 동안 신경 활동이 시각 시스템과 다른 감각 시스템의 발달에 영향을 미친다는 사실을 알고 있었지만, 호르몬의 작용을 매개하는 신경 활동의 역할은 시상하부 발달 연구에서 대체로 간과되어 왔으며, 그 연구에서는 유전자 발현의 수용체 매개 제어에 초점을 맞추었습니다.

"에너지 균형과 같은 근본적인 것을 제어하는 ​​신경 회로가 발달의 주요 기간 동안 활동에만 민감할 가능성은 이 메커니즘을 통해 시상하부 발달에 영향을 미치는 다양한 요인이 있을 수 있음을 시사합니다."라고 Simerly는 말했습니다. "발달 중인 뇌가 신경 활동을 변경하는 분자에 노출되면 핵심 신경 회로를 구축할 때 지속적인 결과를 초래할 수 있으며, 이는 뇌가 건강과 질병에서 어떻게 기능하는지에 지속적인 영향을 미칠 수 있습니다."

이 연구는 이 메커니즘을 활용하여 정상적인 발달을 촉진하고 유전적 이상이나 유해한 환경 노출로 인해 위험에 처한 인구의 결과를 개선할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

여기에 설명된 작업은 직원 과학자이자 제1저자인 Jessica Biddinger의 재능과 끈기가 없었다면 불가능했을 것입니다. 공동 저자이자 분자 생리학 및 생물물리학 부교수이자 밴더빌트 마우스 대사 표현형 센터 소장인 Julio Ayala의 기여도 이 작업에 필수적이었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241125162943.htm