Rôles des peptides dérivés de la préproghréline dans le contrôle de la sécrétion de GH et du comportement alimentaire

Ghréline et obestatine sont deux hormones isolées à partir du tractus gastro-intestinal et issues du clivage protéolytique du même précurseur : la préproghréline. La ghréline est un peptide de 28 acides aminés qui subit une acylation sur sa sérine en position 3 lui permettant de se lier au récepteur des GH sécrétagogues (GHS-R). Ainsi la ghréline stimule la sécrétion de l hormone de croissance (GH), hormone ayant également un rôle dans la modulation du métabolisme énergétique. En plus de son rôle en faveur de la sécrétion de GH, la ghréline est le seul peptide orexigène du tractus gastro-intestinal et un puissant facteur adipogène. L obestatine isolée plus récemment à partir du tractus gastro-intestinal a été initialement décrite comme ayant un rôle anorexigène mais les données physiologiques concernant le rôle de ce peptide sont rapidement devenues contradictoires. Parallèlement, des données issues du laboratoire ont montré que l obestatine avait une action antagoniste des effets de la ghréline exogène sur la sécrétion de GH et la prise alimentaire chez le rongeur mais que cette interaction n avait pas lieu au niveau hypophysaire. Ainsi, nous avons émis l hypothèse selon laquelle une interaction au niveau central entre la ghréline et l obestatine est nécessaire au maintien de l homéostasie des systèmes neuroendocrines contrôlant la croissance, la composition corporelle et la balance énergétique chez l adulte. Dans un premier temps, il était nécessaire de déterminer le lieu de l interaction entre ces deux peptides. Nous nous sommes donc intéressés aux neurones à NPY et GHRH du noyau arqué de l hypothalamus (ArcN) qui expriment le GHS-R et sont la cible de la ghréline pour ses actions sur la prise alimentaire et la sécrétion de GH. Nos résultats montrent que l obestatine et un variant naturel, l obestatine Q90L, retrouvé parmi les patientes anorexiques à indice de masse corporelle (IMC) bas, ont un effet antagoniste sur la sécrétion de GH, la prise alimentaire et l activité neuronale induites par la ghréline au niveau des neurones à NPY et GHRH de l ArcN chez la souris. Une grande variabilité interindividuelle en réponse à la ghréline est observée et les effets antagonistes de l obestatine ne sont visibles que chez les souris qui répondent bien à la ghréline, ce qui pourrait expliquer pourquoi les effets de l obestatine ont été difficiles à caractériser jusqu à présent.Afin de déterminer le rôle de la balance ghréline/obestatine dans le contrôle de la sécrétion de GH et la prise alimentaire, nous avons tiré parti de souris déficientes pour le gène de la préproghréline (ghrl-/-) qui n expriment ni ghréline ni obestatine et chez lesquelles les deux peptides peuvent être remplacés pour en étudier l impact. En effet, les ratios ghréline/obestatine sont modifiés dans plusieurs pathologies associées à des déséquilibres de la balance énergétique et de l axe GH/IGF-1 mais l impact physiologique de ces ratios déséquilibrés n est pas connu. Nous avons, tout d abord, caractérisé l axe GH/IGF-1 ainsi que le comportement alimentaire chez les souris ghrl-/- et montré qu elles n avaient pas de phénotype permettant de les différencier des souris sauvages en ce qui concerne la taille, le poids ou encore le comportement alimentaire. Ces données sont en accord avec d autres modèles de souris ghrl-/- déjà décrits au moment de notre étude. Néanmoins, nous observons que l amplitude des pics sécrétoires de GH des souris ghrl-/- jeunes adultes (7 semaines) est réduite comparée à celle des souris sauvages du même âge. Plus âgées (36 semaines), ces souris retrouvent des profils de sécrétion de GH identiques à ceux des souris sauvages, soulignant un rôle de la ghréline endogène en période de croissance.Pas de résumé en anglaisPARIS5-Bibliotheque electronique (751069902) / SudocSudocFranceF

Long-Lasting Metabolic Imbalance Related to Obesity Alters Olfactory Tissue Homeostasis and Impairs Olfactory-Driven Behaviors

Obesity is associated with chronic food intake disorders and binge eating. Food intake relies on the interaction between homeostatic regulation and hedonic signals among which, olfaction is a major sensory determinant. However, its potential modulation at the peripheral level by a chronic energy imbalance associated to obese status remains a matter of debate. We further investigated the olfactory function in a rodent model relevant to the situation encountered in obese humans, where genetic susceptibility is juxtaposed on chronic eating disorders. Using several olfactory-driven tests, we compared the behaviors of obesity-prone Sprague-Dawley rats (OP) fed with a high-fat/high-sugar diet with those of obese-resistant ones fed with normal chow. In OP rats, we reported 1) decreased odor threshold, but 2) poor olfactory performances, associated with learning/memory deficits, 3) decreased influence of fasting, and 4) impaired insulin control on food seeking behavior. Associated with these behavioral modifications, we found a modulation of metabolism-related factors implicated in 1) electrical olfactory signal regulation (insulin receptor), 2) cellular dynamics (glucorticoids receptors, pro- and antiapoptotic factors), and 3) homeostasis of the olfactory mucosa and bulb (monocarboxylate and glucose transporters). Such impairments might participate to the perturbed daily food intake pattern that we observed in obese animal

Hyperprolactinemia-induced ovarian acyclicity is reversed by kisspeptin administration

Hyperprolactinemia is the most common cause of hypogonadotropic anovulation and is one of the leading causes of infertility in women aged 25-34. Hyperprolactinemia has been proposed to block ovulation through inhibition of GnRH release. Kisspeptin neurons, which express prolactin receptors, were recently identified as major regulators of GnRH neurons. To mimic the human pathology of anovulation, we continuously infused female mice with prolactin. Our studies demonstrated that hyperprolactinemia in mice induced anovulation, reduced GnRH and gonadotropin secretion, and diminished kisspeptin expression. Kisspeptin administration restored gonadotropin secretion and ovarian cyclicity, suggesting that kisspeptin neurons play a major role in hyperprolactinemic anovulation. Our studies indicate that administration of kisspeptin may serve as an alternative therapeutic approach to restore the fertility of hyperprolactinemic women who are resistant or intolerant to dopamine agonists

Ghrelin Gene Deletion Alters Pulsatile Growth Hormone Secretion in Adult Female Mice

Using preproghrelin-deficient mice (Ghrl-/-), we previously observed that preproghrelin modulates pulsatile growth hormone (GH) secretion in post-pubertal male mice. However, the role of ghrelin and its derived peptides in the regulation of growth parameters or feeding in females is unknown. We measured pulsatile GH secretion, growth, metabolic parameters and feeding behavior in adult Ghrl-/- and Ghrl+/+ male and female mice. We also assessed GH release from pituitary explants and hypothalamic growth hormonereleasing hormone (GHRH) expression and immunoreactivity. Body weight and body fat mass, linear growth, spontaneous food intake and food intake following a 48-h fast, GH pituitary contents and GH release from pituitary explants ex vivo, fasting glucose and glucose tolerance were not different among adult Ghrl-/- and Ghrl+/+ male or female mice. In vivo, pulsatile GH secretion was decreased, while approximate entropy, that quantified orderliness of secretion, was increased in adult Ghrl-/- females only, defining more irregular GH pattern. The number of neurons immunoreactive for GHRH visualized in the hypothalamic arcuate nucleus was increased in adult Ghrl-/- females, as compared to Ghrl+/+ females, whereas the expression of GHRH was not different amongst groups. Thus, these results point to sex-specific effects of preproghrelin gene deletion on pulsatile GH secretion, but not feeding, growth or metabolic parameters, in adult mice.Fil: Hassouna, Rim. Université Paris Cité; Francia. Universite de Bordeaux; Francia. Inserm; FranciaFil: Fernandez, Gimena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Lebrun, Nicolas. Université Paris Cité; FranciaFil: Fiquet, Oriane. Universite de Bordeaux; Francia. Université Paris Cité; Francia. Inserm; FranciaFil: Roelfsema, Ferdinand. Leiden University Medical Center; Países BajosFil: Labarthe, Alexandra. Université Paris Cité; Francia. Universite de Bordeaux; Francia. Inserm; FranciaFil: Zizzari, Philippe. Universite de Bordeaux; Francia. Université Paris Cité; Francia. Inserm; FranciaFil: Tomasetto, Catherine. Universite de Bordeaux; Francia. Université Paris Cité; Francia. Inserm; FranciaFil: Epelbaum, Jacques. Universite de Bordeaux; Francia. Université Paris Cité; Francia. Inserm; FranciaFil: Viltart, Odile. Universite de Bordeaux; Francia. Université Paris Cité; Francia. Inserm; FranciaFil: Chauveau, Christophe. Université Du Littoral Côte D‘opale; FranciaFil: Perello, Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular; ArgentinaFil: Tolle, Virginie. Université Paris Cité; Franci

Family trios analysis of common polymorphisms in the obestatin/ghrelin, BDNF and AGRP genes in patients with Anorexia nervosa: Association with subtype, body-mass index, severity and age of onset.

Anorexia nervosa (AN) affects 0.3% of young girls with a mortality of 6%/decade and is strongly familial with genetic factors. Ghrelin is an upstream regulator of the orexigenic peptides NPY and AgRP and acts as a natural antagonist to leptin's effects on NPY/AgRP-expressing neurons, resulting in an increase in feeding and body weight. Obestatin which counteracts ghrelin action on feeding is derived from the same propeptide than ghrelin. BDNF has been involved in body weight regulation and its Val66Met polymorphism associated with AN. We therefore re-investigated the association between AN and the Leu72Met and Gln90Leu polymorphisms of the prepro-ghrelin/obestatin gene, the Ala67Thr polymorphism of AgRP and the Val66Met polymorphism of BDNF taking into account clinical subtypes (restrictive-ANR-and bingeing/purging-ANB-subtypes). Family trios study of these 4 single nucleotide polymorphisms were performed in 114 probands with AN and both their parents recruited in two specialized French centres. A transmission disequilibrium was observed for the Leu72Met SNP of the preproghrelin gene and for the Ala67Thr SNP of the AgRP gene. When stratified by clinical subtype, these two polymorphisms were preferentially transmitted for the trios with a bingeing/purging proband. An excess of transmission of the Gln90Leu72 preproghrelin/obestatin haplotype in patients with AN was observed. These results do not provide evidence for a preferential transmission of the 66Met allele of BDNF but support the hypothesis that ghrelin and AGRP polymorphisms confers susceptibility to AN. Further simultaneous analysis of genetic variants of the biological determinants of energy metabolism and feeding behaviour in very large populations should contribute to the understanding of the high degree of heritability of eating disorders and to the description of pathophysiological patterns leading to life-threatening conditions in a highly redundant system

Hyperprolactinemia-induced ovarian acyclicity is reversed by kisspeptin administration

Hyperprolactinemia is the most common cause of hypogonadotropic anovulation and is one of the leading causes of infertility in women aged 25–34. Hyperprolactinemia has been proposed to block ovulation through inhibition of GnRH release. Kisspeptin neurons, which express prolactin receptors, were recently identified as major regulators of GnRH neurons. To mimic the human pathology of anovulation, we continuously infused female mice with prolactin. Our studies demonstrated that hyperprolactinemia in mice induced anovulation, reduced GnRH and gonadotropin secretion, and diminished kisspeptin expression. Kisspeptin administration restored gonadotropin secretion and ovarian cyclicity, suggesting that kisspeptin neurons play a major role in hyperprolactinemic anovulation. Our studies indicate that administration of kisspeptin may serve as an alternative therapeutic approach to restore the fertility of hyperprolactinemic women who are resistant or intolerant to dopamine agonists.R. Millar is recipient of a grant from the Medical Research Council (South Africa) and the University of Pretoria.http://www.jci.or

Postprandial hyperglycemia stimulates neuroglial plasticity in hypothalamic POMC neurons after a balanced meal

Mechanistic studies in rodents evidenced synaptic remodeling in neuronal circuits that control food intake. However, the physiological relevance of this process is not well defined. Here, we show that the firing activity of anorexigenic POMC neurons located in the hypothalamus is increased after a standard meal. Postprandial hyperactivity of POMC neurons relies on synaptic plasticity that engages pre-synaptic mechanisms, which does not involve structural remodeling of synapses but retraction of glial coverage. These functional and morphological neuroglial changes are triggered by postprandial hyperglycemia. Chemogenetically induced glial retraction on POMC neurons is sufficient to increase POMC activity and modify meal patterns. These findings indicate that synaptic plasticity within the melanocortin system happens at the timescale of meals and likely contributes to short-term control of food intake. Interestingly, these effects are lost with a high-fat meal, suggesting that neuroglial plasticity of POMC neurons is involved in the satietogenic properties of foods.Contrôle nerveux de la prise alimentaire et du métabolisme par une molécule neurale d'adhésion cellulaireISITE " BFCRéseau d'Innovation sur les Voies de Signalisation en Sciences de la Vi

La ghréline : une hormone gastrique impliquée dans la régulation de la croissance et de l’appétit

La ghréline est une hormone peptidique acylée de 28 acides aminés issue du tractus gastro-intestinal. Elle a initialement été identifiée comme le ligand endogène du GHS-R1a (Growth Hormone Secretagogue Receptor 1a) et pour son puissant effet sécrétagogue de l’hormone de croissance (GH). La ghréline est également un facteur orexigène et adipogène qui participe à la régulation à long terme de l’homéostasie énergétique. Ainsi, cette hormone apparaît comme un facteur clé dans la régulation de fonctions essentielles à la vie au carrefour entre nutrition, métabolisme et croissance. Toutefois, le rôle du système ghréline/GHS-R dans la physiologie de la croissance, du comportement alimentaire et du métabolisme reste mal compris. L’utilisation complémentaire d’outils pharmacologiques ou de modèles animaux déficients pour le gène de la préproghréline, de l’enzyme d’acylation de la ghréline (Ghrelin-O-acyl-transferase, GOAT) ou du GHS-R dans des situations de dénutrition chronique ou de régime riche en graisses permet aujourd’hui de mieux appréhender le rôle de la ghréline dans la physiopathologie des troubles alimentaires et métaboliques

Editorial: Eating Disorders From Binge to Anorexia: Basic and Clinical Approaches for a Translational Research.

International audienc

La ghreline, une nouvelle hormone gastrointestinale se liant au récepteur des GH sécrétagogues (du contrôle de la sécrétion de l'hormone de croissance (GH) à la régulation de la prise alimentaire et des rythmes veille/sommeil)

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF