Гипоталамус – это область мозга, участвующая в нескольких жизненно важных функциях, таких как питание, терморегуляция, размножение, стресс и регуляция метаболизма. Доказано, что десятки гипоталамических нейропептидов участвуют в регуляции приема пищи и гомеостаза массы тела. Чрезвычайная неоднородность этих химических сигналов и сложная суб-архитектура гипоталамуса участвуют в регуляции гомеостатических адаптаций.
Информация о запасе энергии тела собирается дугообразным ядром (Arc), небольшим ядром гипоталамуса, а затем передается нейронам второго порядка, включая те, которые расположены в паравентрикулярном ядре (PVN) и других в латеральной области гипоталамуса (LHA). вызвать чувство голода и пищевое поведение. Со времени основополагающего исследования Ананда и Брубека (1951) LHA была определена как «питающий центр мозга». Однако точный вклад каждого ядра гипоталамуса остается плохо изученным и далеко не полностью изученным.
QRFP, недавно идентифицированный гипоталамический нейропептид, стал интересным химическим сигналом в LHA и прилегающих областях. Какова функция этого нового пептида?
В недавней статье PLOS ONE Окамото и его коллеги из Университета Канадзавы в Японии решили изучить функции этого нейропептида. Вот что они нашли.
QRFP, кормление и энергетический гомеостаз
Чтобы изучить физиологическую роль QRFP, авторы создали линию трансгенных мышей (Qrfp – / -), заменив всю последовательность препро-QRFP геном усиленного зеленого флуоресцентного белка (eGFP). Интересно, что при стандартной диете масса тела мышей Qrfp – / – была значительно ниже, чем у однопометников дикого типа. Этот фенотип также сохранялся, когда мыши получали диету с высоким содержанием жиров, протокол, который, как известно, вызывает ожирение и метаболические нарушения. Эти эксперименты убедительно показывают, что QRFP может играть решающую роль в влиянии на пищевое поведение и центральный энергетический гомеостаз.
Двумя основными нейронными популяциями, контролирующими потребление пищи, являются нейроны дугообразной формы POMC и AgRP. Используя преимущество экспрессии eGFP в нейронах LHA, экспрессирующих QRFP, авторы наблюдали, что дугообразные нейроны AgRP способны связываться с этими клетками, что предполагает наличие синаптической связи. Интересно, что «область распределения волокон AgRP в гипоталамусе перекрывается с областью распределения QRFP-положительных нейронов», – говорит Китаро Окамото, ведущий автор исследования.
QRFP: не только еда, но и настроение
Интересно, что большинство веществ, влияющих на прием пищи, оказывают влияние на настроение и мотивацию одновременно, а расстройства пищевого поведения часто сопровождаются расстройствами настроения или поведения. Чтобы выяснить, может ли QRFP влиять на настроение и эмоциональное состояние, авторы провели серию поведенческих экспериментов, чтобы дополнительно прояснить эту возможность. Используя тесты приподнятого крестообразного лабиринта и открытого поля, двух поведенческих парадигм, основанных на отвращении грызунов к открытым пространствам, Окамото и его коллеги показали, что генетическая инактивация гипоталамического QRFP может вызывать тревогу и гипоактивность. «Поведенческие тесты показали, что мыши с нулевым Qrfp проявляют повышенное тревожное поведение», – заключил Такеши Сакураи, старший автор исследования. В соответствии с этим поведенческим фенотипом рецепторы QRFP, особенно GPR103A и GPR103B, экспрессируются в областях, участвующих в регуляции пищевого поведения и настроения. «Эти наблюдения, – сообщают авторы, – предполагают, что QRFP проявляет свою активность через эти области, и этот фактор, вероятно, участвует в эмоциональных аспектах кормления».
Наука – это не наука без оговорок
Следует отметить, что пептиды QRFP экспрессируются не только в головном мозге, но и в периферических органах, таких как кора надпочечников и адипоциты. «Поскольку наша нынешняя модель мышей представляет собой обычный нокаут QRFP, периферические действия QRFP могут также вносить вклад в метаболический фенотип этих мышей», – осторожно добавляют авторы. Действительно, будущие исследования с использованием оптогенетических / фармакогенетических подходов могут в дальнейшем выявить центральные механизмы, с помощью которых QRFP способствует питанию и настроению.
Хотя есть необходимость в дальнейших исследованиях, это исследование указывает на QRFP как на потенциальную фармакологическую мишень для метаболических, а также эмоциональных расстройств, тем самым открывая захватывающие гипотезы, которые будут проверены и проверены в ближайшем будущем.