A nesfatin-1 szerepe a stresszreakcióban

A stressz, és az energiaháztartás egyensúlyának összefüggése közismert. A hosszantartó stressz jellemző tünetei közé tartozik az étvágy és a testsúly megváltozása

70

(Harris és mtsai 2002), és a stressz az anorexia nervosa és a bulémia kialakulásának egyik rizikó faktora (Donohoe 1984, Sohlberg 1990). Fordítva szintén van összefüggés, hiszen mind az éhezés, mind pedig az elhízás vezethet megnövekedett CRH expresszióhoz, vagyis a stressz tengely aktiválódásához (Cunningham és mtsai 1986, Dallman és mtsai 2006). Mivel a nesfatin-1/NUCB2 kolokalizál a parvocellularis PVN-ben CRH-val, a nyúltvelői A1 (VLM) és A2 (NTS) katekolamin sejtcsoportban pedig TH-zal, további kísérleteinkben azt vizsgáltuk, vajon közrejátszik-e ez a peptid a stressz válasz kialakításában. Kísérleteinket több irányba folytattuk. Megvizsgáltuk az exogen nesfatin-1 HPA tengelyre kifejtett hatását, az endogén nesfatin-1/NUCB2 lehetséges közreműködését restraint stresszben és az ADX okozta változásokat a nesfatin-1/NUCB2 mRNS expresszióban.

6.4.1. Az exogen nesfatin-1 hatása a HPA tengely aktivációjára

Az icv alkalmazott nesfatin-1 (25pmol) szignifikánsan megemelte a plazma ACTH szintjét a kezelést követő 30. perctől kezdve, hatása rövid távú volt. Ezt a változást kis időbeli késéssel követte a vérplazma kortikoszteron szintje is.

Az időbeli lefolyást tekintve, a nesfatin-1 ACTH felszabadulást kiváltó képessége viszonylag lassú, a parvocellularis PVN-ben a CRH-val szintén kolokalizáló vazopresszin az ACTH szintet már a kezelést követő 10. percben maximálisan megemeli (Bernardini és mtsai 1994, Kovács 1998). Mind a CRH, mind a vazopresszin az axon végződésekből felszabadulva a portális keringésen keresztül serkenti a hypophysis sejtek ACTH termelését (Lightman 2008). Ezért in vitro megnéztük, képes-e a nesfatin-1 közvetlenül a hypophysis sejtek szintjén stimulálni az ACTH felszabadulást. Ezt azonban még magasabb koncentráció alkalmazása esetén sem sikerült kimutatni, ami összhangban áll azzal a megfigyeléssel, hogy nesfatin-1/NUCB2 immunreaktivitást nem találtak axonokban, csak sejttestekben és dendritekben (Foo és mtsai 2008). A nesfatin-1 tehát inkább parakrin, autokrin módon fejti ki hatásait a közvetlen környezetben (Maejima és mtsai 2009). Ez azért is valószínű, mert ilyen típusú sejtek közötti információ közvetítést a PVN-en belül már leírtak vazopresszin esetében (Landgraf és Neumann 2004), ráadásul az is ismert, hogy a nesfatin-1-nek hatása van a PVN neuronok ingerelhetőségére (Price és mtsai 2008a).

71

6.4.2. A restraint hatása a nesfatin-1/NUCB2 termelő neuronok aktivációjára és mRNS expressziójára

Korábbi adatok szerint 30 perces restraint stresszt követően a nesfatin-1/NUCB2-t expresszáló sejtek Fos reakciót mutattak a PVN, a VLM és az NTS területén (Goebel és mtsai 2009b), de a nesfatin-1/NUCB2 mRNS expresszió változásáról nem állt rendelkezésre információ. Mi egy hosszabb ideig tartó, 4 órás restraint stressz alkalmazása mellett döntöttünk, mert ez az az időintervallum, melyet követően a nesfatin-1/NUCB2-vel kolokalizáló CRH mRNS expressziója eléri maximumát akut stressz hatására (Ma és mtsai 1997), továbbá a Fos fehérje expressziójának is ugyanez az időpont a maximuma folyamatos restraint stresszt követően a PVN-ben (Tan és Nagata 2002). Várakozásainknak megfelelően a PVN medialis parvocellularis szubdivíziójában erős neuronalis aktivitást (Fos) tapasztaltunk.

Ezt az eredményt megerősítette a nesfatin-1/NUCB2 mRNS vizsgálata is, ami megemelkedett a parvocellularis PVN mind hypophyseotrop, mind pre-autonóm régióiban (Viau és Sawchenko 2002), vagyis a nesfatin-1/NUCB2 a stresszre aktiválódó mindkét rendszerben (HPA tengely és szimpatikus aktiváció) részt vesz. Ugyanakkor a VLM és a NTS területén, mi nem találtunk aktivált nesfatin-1/NUCB2 immunoreaktív neuronokat. Ennek oka az lehet, hogy a 4 óra alatt a Fos-reakció, mely a sejtek egyik legkorábbi reakciója egy stimulusra (Morgan és Curran 1989), ezeken a területeken már lecsenghetett. A nesfatin-1/NUCB2 mRNS expressziót itt is megvizsgáltuk, és szignifikáns növekedést csak a VLM területén detektáltunk. Meg kell jegyezni, hogy az NTS alacsonyabb érzékenysége a restraintre a VLM neuronpopulációjával szemben nem új megfigyelés (Tóth és mtsai 2008).

6.4.3. A NTS és a VLM területén elhelyezkedő nesfatin-1/NUCB2 sejtek kémiai karakterizálása

A NTS és a VLM területén három, a stresszben szerepet játszó neurotranszmitter is megtalálható: a nesfatin-1/NUCB2, a noradrenalin (TH) és a PrRP (Goebel és mtsai 2009a, Sun és mtsai 2005, Tóth és mtsai 2008, Yoshida és mtsai 2010). Ezek egymáshoz való viszonya nem tisztázott, ezért fluoreszcens többes immunfestéseket végeztünk kolokalizációjuk meghatározásának céljából.

72

Kimutattuk, hogy az A1 és A2 katekolamin sejtcsoportokban nagy arányban kolokalizál a három általunk detektált fehérje, különösen az előbbi neuronpopulációban.

Tudjuk, hogy a perifériáról érkező stresszel kapcsolatos információk az A1 és A2 neuronokból kiinduló pályákon, noradrenalin közvetítésével jutnak el a PVN-be, így történik meg a HPA tengely aktiválása (Pacak és Palkovits 2001). Ugyanakkor viszont a felsőbb agyi központok, és a PVN közvetlenül is, beidegzik az A1 és A2 sejtcsoportot, ezzel biztosítva a felsőbb szintű ellenőrzést (Saha 2005, Tóth és mtsai 1999).

A PrRP anorexigén peptid, az agyban csak három helyen termelődik. A hypothalamusban a DMN magban, és nyúltvelői A1 és A2 sejtcsoportban. Stressz hatására a PrRP tartalmú hypothalamicus és agytörzsi sejtek is aktiválódnak (Maruyama és mtsai 2001). Az icv PrRP kezelés CRH által közvetített ACTH felszabadulást vált ki (Maruyama és mtsai 2001), és nagy arányú Fos pozitivitást eredményez a CRH termelő PVN sejtekben (Mera és mtsai 2006). Nem meglepő ezek után, hogy a PrRP a noradrenalin HPA tengely aktiváló hatását fokozza (Maruyama és mtsai 2001).

Ezenkívül leírták, hogy akut és krónikus restraint stressz is a PrRP mRNS expresszió növekedését idézi elő az agytörzsben (Tóth és mtsai 2008).

Miután a nesfatin-1/NUCB2 nem transzportálódik axonokba, annak megválaszolása, hogy pontosan mit okoz és milyen mechanizmuson keresztül ez a fehérje az A1, A2 sejtcsoportban még további vizsgálatokat igényel. Az is a jövő kérdése, hogy a nesfatin-1 miként működik együtt az itt expresszálódó egyéb faktorokkal.

6.4.4. A glükokortikoidok szerepe a nesfatin-1/NUCB2 expresszió szabályzásában

Utolsó lépésként azt vizsgáltuk meg, hogy a nesfatin-1/NUCB2 termelődés a PVN-ben negatív glükokortikoid feedback szabályzás alatt áll-e. A bilaterális ADX következtében a nesfatin-1/NUCB2 mRNS expressziója a medialis parvocellularis PVN területén megemelkedett, mely emelkedés kizárólag a hypophyseotrop areákra korlátozódott, az autonóm projiciáló régiókat nem érintette. A glükokortikoidok tehát a CRH-hoz hasonlóan negatív kontroll alatt tartják a nesfatin-1/NUCB2 expressziót is a parvocellularis hypophyseotrop PVN neuronokban.

73

A vizsgálataink elsőként mutattak rá, hogy a nesfatin-1/NUCB2 közvetlenül részt vesz a stressz válasz kialakításában. Bizonyítottuk, hogy e tekintetben mind az agytörzs, mind a parvocellularis PVN szintjén hathat, de közvetlenül a hypophysisre nem.

74