Insulin suppresses ghrelin-induced calcium signaling in neuropeptide Y neurons of the hypothalamic arcuate nucleus.
Insulin suppresses ghrelin-induced calcium signaling in neuropeptide Y neurons of the hypothalamic arcuate nucleus.
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DOI：
10.18632/aging.100400
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发表时间：
2011-11
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Yada T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Maejima Y;Kohno D;Iwasaki Y;Yada T
下丘脑弓状核 (ARC) 中的神经肽 Y (NPY) 神经元在摄食调节中发挥重要作用。餐前和餐后胃饥饿素和胰岛素的血浆水平呈现相互动态变化。我们假设生长素释放肽和胰岛素也会对 ARC NPY 神经元产生相互作用。通过 fura-2 显微荧光法测量从成年大鼠 ARC 分离的单个神经元中的胞质 Ca2+ 浓度 ([Ca2+]i)，然后对 NPY 神经元进行免疫细胞化学鉴定。 10−10 M 的 Ghrelin 会增加孤立的 ARC 神经元中的 [Ca2+]i，并且联合施用胰岛素浓度依赖性地抑制 ghrelin 诱导的 [Ca2+]i 增加。 10−16 M、10−14 M、10−12 M 和 10−10 M 的胰岛素分别抵消了 26%、41%、61% 和 53% 的 ghrelin 反应神经元的 ghrelin 作用，在 10−12 M（大脑中估计的餐后胰岛素浓度）时显示出最大效果。大多数 (>70%) 生长素释放肽激活的胰岛素抑制神经元都含有 NPY。双重免疫组化显示 ARC 中 85% 的 NPY 神经元表达胰岛素受体。这些数据表明胰岛素直接与 ARC NPY 神经元相互作用并抵消生长素释放肽的作用。我们的结果表明，餐后血浆胰岛素/生长素释放肽比率的增加和胰岛素抑制生长素释放肽对ARC NPY神经元的作用共同有效地抑制神经元活动并终止进食。
Neuropeptide Y (NPY) neurons in the hypothalamic arcuate nucleus (ARC) play an important role in feeding regulation. Plasma levels of ghrelin and insulin show reciprocal dynamics before and after meals. We hypothesized that ghrelin and insulin also exert reciprocal effects on ARC NPY neurons. Cytosolic Ca2+ concentration ([Ca2+]i) was measured by fura-2 microfluorometry in single neurons isolated from ARC of adult rats, followed by immunocytochemical identification of NPY neurons. Ghrelin at 10−10 M increased [Ca2+]i in isolated ARC neurons, and co-administration of insulin concentration-dependently suppressed the ghrelin-induced [Ca2+]i increases. Insulin at 10−16 M, 10−14 M, 10−12 M and 10−10 M counteracted ghrelin action in 26%, 41%, 61% and 53% of ghrelin-responsive neurons, respectively, showing a maximal effect at 10−12 M, the estimated postprandial concentration of insulin in the brain. The majority (>70%) of the ghrelin-activated insulin-inhibited neurons were shown to contain NPY. Double-immunohistochemistry revealed that 85% of NPY neurons in ARC express insulin receptors. These data demonstrate that insulin directly interacts with ARC NPY neurons and counteracts ghrelin action. Our results suggest that postprandial increase in plasma insulin/ghrelin ratio and insulin inhibition of ghrelin action on ARC NPY neurons cooperate to effectively inhibit the neuron activity and terminate feeding.
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