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Involvement of amylin and leptin in early developmental programming of brain pathways controlling energy balance and body weight


Abegg, Kathrin. Involvement of amylin and leptin in early developmental programming of brain pathways controlling energy balance and body weight. 2010, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

Amylin is a peptide hormone that is synthesized by pancreatic ß-cells and secreted in response to nutrient stimuli. It acts as a satiation signal, inhibiting food intake by limiting meal size. The adipocyte-derived hormone leptin exerts trophic effects on projections from its central site of action. In the current study, we investigated the neurotrophic effects of amylin and leptin on the development of projections from the area postrema (AP), amylin’s central site of action, to the nucleus of the solitary tract (NTS) in mouse pups and possible functional consequences. We implanted crystals of the lipophilic tracer DiI into the AP of male amylin-deficient IAPP-/- mice and their wildtype IAPP+/+ littermates on postnatal day 10 (P10), 14 (P14) and 60 (P60), and of leptin-deficient ob/ob and wildtype (wt) littermates on P14, to label projections to the NTS. In IAPP+/+ mice, AP-NTS projection fiber density regressed from P10 to P14, indicating neuronal remodeling processes. There was no difference in fiber density or signal transduction between the two genotypes on P60. However, there were indications of compensatory receptor upregulation mechanisms in P60 IAPP-/- mice. In ob/ob mice, AP-NTS fiber density was significantly reduced on P14 compared to wt littermates. Our findings extend the concept that amylin and leptin function as developmental factors in the maturation of brain circuits maintaining energy balance. Amylin ist ein Peptidhormon, welches nach Nahrungsaufnahme sezerniert wird und als Sättigungssignal wirkt. Das Hormon Leptin wird von weissen Fettzellen sezerniert und übt trophische Effekte auf neuronale Projektionen seiner zentralen Zielstruktur aus. Wir untersuchten die neurotrophe Wirkung von Amylin und Leptin auf die Entwicklung neuronaler Projektionen von der Area Postrema (AP), der zentralen Zielstruktur von Amylin, zum Nucleus tractus solitarii (NTS) bei Mäusewelpen, sowie mögliche funktionelle Folgen. Wir implantierten Kristalle des lipophilen Fluoreszenzfarbstoffes DiI in die AP von Amylin-defizienten IAPP-/- Mäusen und Wildtyp IAPP+/+ Wurfgeschwistern am postnatalen Tag 10 (P10), 14 und 60, und von Leptin-defizienten ob/ob und Wildtyp (wt) Wurfgeschwistern an P14, um Projektionen zum NTS zu quantifizieren Die Dichte der AP-NTS Projektionsfasern von IAPP+/+ Mäusen reduzierte sich zwischen P10 und P14, was auf neuronale Umgestaltung hinweist. An P60 konnte kein Unterschied in der Faserdichte oder der Signalübermittlung zwischen den Genotypen gefunden werden; es gab jedoch Hinweise auf eine kompensatorisch vermehrte Rezeptorexpression in P60 IAPP-/- Mäusen. Die Faserdichte von P14 ob/ob Mäusen war im Vergleich zu wt Wurfgeschwistern signifikant reduziert. Unsere Resultate erweitern das Konzept, dass Amylin und Leptin als Entwicklungsfaktoren bei der Reifung von neuronalen Schaltkreisen dienen, welche in die Aufrechterhaltung der Energiehomöostase involviert sind.

Abstract

Amylin is a peptide hormone that is synthesized by pancreatic ß-cells and secreted in response to nutrient stimuli. It acts as a satiation signal, inhibiting food intake by limiting meal size. The adipocyte-derived hormone leptin exerts trophic effects on projections from its central site of action. In the current study, we investigated the neurotrophic effects of amylin and leptin on the development of projections from the area postrema (AP), amylin’s central site of action, to the nucleus of the solitary tract (NTS) in mouse pups and possible functional consequences. We implanted crystals of the lipophilic tracer DiI into the AP of male amylin-deficient IAPP-/- mice and their wildtype IAPP+/+ littermates on postnatal day 10 (P10), 14 (P14) and 60 (P60), and of leptin-deficient ob/ob and wildtype (wt) littermates on P14, to label projections to the NTS. In IAPP+/+ mice, AP-NTS projection fiber density regressed from P10 to P14, indicating neuronal remodeling processes. There was no difference in fiber density or signal transduction between the two genotypes on P60. However, there were indications of compensatory receptor upregulation mechanisms in P60 IAPP-/- mice. In ob/ob mice, AP-NTS fiber density was significantly reduced on P14 compared to wt littermates. Our findings extend the concept that amylin and leptin function as developmental factors in the maturation of brain circuits maintaining energy balance. Amylin ist ein Peptidhormon, welches nach Nahrungsaufnahme sezerniert wird und als Sättigungssignal wirkt. Das Hormon Leptin wird von weissen Fettzellen sezerniert und übt trophische Effekte auf neuronale Projektionen seiner zentralen Zielstruktur aus. Wir untersuchten die neurotrophe Wirkung von Amylin und Leptin auf die Entwicklung neuronaler Projektionen von der Area Postrema (AP), der zentralen Zielstruktur von Amylin, zum Nucleus tractus solitarii (NTS) bei Mäusewelpen, sowie mögliche funktionelle Folgen. Wir implantierten Kristalle des lipophilen Fluoreszenzfarbstoffes DiI in die AP von Amylin-defizienten IAPP-/- Mäusen und Wildtyp IAPP+/+ Wurfgeschwistern am postnatalen Tag 10 (P10), 14 und 60, und von Leptin-defizienten ob/ob und Wildtyp (wt) Wurfgeschwistern an P14, um Projektionen zum NTS zu quantifizieren Die Dichte der AP-NTS Projektionsfasern von IAPP+/+ Mäusen reduzierte sich zwischen P10 und P14, was auf neuronale Umgestaltung hinweist. An P60 konnte kein Unterschied in der Faserdichte oder der Signalübermittlung zwischen den Genotypen gefunden werden; es gab jedoch Hinweise auf eine kompensatorisch vermehrte Rezeptorexpression in P60 IAPP-/- Mäusen. Die Faserdichte von P14 ob/ob Mäusen war im Vergleich zu wt Wurfgeschwistern signifikant reduziert. Unsere Resultate erweitern das Konzept, dass Amylin und Leptin als Entwicklungsfaktoren bei der Reifung von neuronalen Schaltkreisen dienen, welche in die Aufrechterhaltung der Energiehomöostase involviert sind.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Riediger Thomas, Bürki Kurt
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Institute of Veterinary Physiology
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2010
Deposited On:25 Jan 2011 07:24
Last Modified:24 Sep 2019 17:16
Number of Pages:69
Additional Information:Involvement of amylin and leptin in early developmental programming of brain pathways controlling energy balance and body weight / vorgelegt von Kathrin Abegg
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod006319486&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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