A serotonin-dependent mechanism explains the leptin regulation of bone mass, appetite, and energy expenditure.
A serotonin-dependent mechanism explains the leptin regulation of bone mass, appetite, and energy expenditure.
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DOI：
10.1016/j.cell.2009.06.051
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发表时间：
2009-09-04
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Karsenty G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yadav VK;Oury F;Suda N;Liu ZW;Gao XB;Confavreux C;Klemenhagen KC;Tanaka KF;Gingrich JA;Guo XE;Tecott LH;Mann JJ;Hen R;Horvath TL;Karsenty G
瘦素抑制骨量增加需要特定下丘脑神经元的完整性，而不是其受体在这些神经元上的表达。它对食欲和能量消耗的调节也是如此。这表明瘦素在大脑的其他地方发挥作用来实现这三种功能。我们在这里表明，脑干衍生的血清素（BDS）通过与下丘脑腹内侧神经元上的Htr2c受体结合和通过弓形神经元上的Htr1a和2b受体结合，促进骨量的增加。瘦素抑制这些功能并增加能量消耗，因为它减少了血清素合成和血清素能神经元的放电。因此，虽然废除BDS合成纠正了由瘦素缺乏引起的骨骼、食欲和能量消耗表型，但5 -羟色胺能神经元中瘦素受体的失活则完全再现了这些表型。这项研究修改了大脑中瘦素信号的图谱，并确定了骨骼和能量代谢共同调节的分子基础。
Leptin inhibition of bone mass accrual requires the integrity of specific hypothalamic neurons but not expression of its receptor on these neurons. The same is true for its regulation of appetite and energy expenditure. This suggests that leptin acts elsewhere in the brain to achieve these three functions. We show here that brainstem-derived serotonin (BDS) favors bone mass accrual following its binding to Htr2c receptors on ventromedial hypothalamic neurons and appetite via Htr1a and 2b receptors on arcuate neurons. Leptin inhibits these functions and increases energy expenditure because it reduces serotonin synthesis and firing of serotonergic neurons. Accordingly, while abrogating BDS synthesis corrects the bone, appetite and energy expenditure phenotypes caused by leptin deficiency, inactivation of the leptin receptor in serotonergic neurons recapitulates them fully. This study modifies the map of leptin signaling in the brain and identifies a molecular basis for the common regulation of bone and energy metabolisms.
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