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The thermogenic effect of nesfatin-1 requires recruitment of the melanocortin system

Riccardo Dore, Luka Levata, Sogol Gachkar, Olaf Jöhren, Jens Mittag, Hendrik Lehnert, Carla Schulz*

*Korrespondierende/r Autor/-in für diese Arbeit

Abstract

Nesfatin-1 is a bioactive polypeptide expressed both in the brain and peripheral tissues and involved in the control of energy balance by reducing food intake. Central administration of nesfatin-1 significantly increases energy expenditure, as demonstrated by a higher dry heat loss; yet, the mechanisms underlying the thermogenic effect of central nesfatin-1 remain unknown. Therefore, in this study, we sought to investigate whether the increase in energy expenditure induced by nesfatin-1 is mediated by the central melanocortin pathway, which was previously reported to mediate central nesfatin-1s effects on feeding and numerous other physiological functions. With the application of direct calorimetry, we found that intracerebroventricular nesfatin-1 (25 pmol) treatment increased dry heat loss and that this effect was fully blocked by simultaneous administration of an equimolar dose of the melanocortin 3/4 receptor antagonist, SHU9119. Interestingly, the nesfatin-1-induced increase in dry heat loss was positively correlated with body weight loss. In addition, as assessed with thermal imaging, intracerebroventricular nesfatin-1 (100 pmol) increased interscapular brown adipose tissue (iBAT) as well as tail temperature, suggesting increased heat production in the iBAT and heat dissipation over the tail surface. Finally, nesfatin-1 upregulated pro-opiomelanocortin and melanocortin 3 receptor mRNA expression in the hypothalamus, accompanied by a significant increase in iodothyronine deiodinase 2 and by a nonsignificant increase in uncoupling protein 1 and peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 alpha mRNA in the iBAT. Overall, we clearly demonstrate that nesfatin-1 requires the activation of the central melanocortin system to increase iBAT thermogenesis and, in turn, overall energy expenditure.

OriginalspracheEnglisch
ZeitschriftJournal of Endocrinology
Jahrgang235
Ausgabenummer2
Seiten (von - bis)111-122
Seitenumfang12
ISSN0022-0795
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 01.11.2017

Fördermittel

This work was made possible by grants of the Deutsche Forschungsgemeinschaft to H L and C S (GRK 1957 and TR-SFB 134) and of the DDS - Deutsche Diabetes Stiftung (333/02/13) to C S.

UN SDGs

Dieser Output leistet einen Beitrag zu folgendem(n) Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung

  1. SDG 3 – Gesundheit und Wohlergehen
    SDG 3 – Gesundheit und Wohlergehen

Strategische Forschungsbereiche und Zentren

  • Forschungsschwerpunkt: Gehirn, Hormone, Verhalten - Center for Brain, Behavior and Metabolism (CBBM)

DFG-Fachsystematik

  • 2.22-17 Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus

Fingerprint

Untersuchen Sie die Forschungsthemen von „The thermogenic effect of nesfatin-1 requires recruitment of the melanocortin system“. Zusammen bilden sie einen einzigartigen Fingerprint.
  • GRK 1957: Interaktion von Fettgewebe und Gehirn

    Oster, H. (Sprecher*in), Bader, M. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Kannenberg, S. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Brüggemann, N. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Heldmann, M. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Iwen, A. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Jöhren, O. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Kirchner, H. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Lehnert, H. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Mittag, J. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Münte, T. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Raasch, W. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Schmid, S. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Schulz, C. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Schwaninger, M. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in), Wenzel, J. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in) & Wilms, B. (Beteiligte*r Wissenschaftler*in)

    01.05.1430.04.23

    Projekt: DFG VerbundprojekteDFG Graduiertenkollegs (GRK)

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