Analysis of the ghrelin/GHSR1 system in dentate gyrus neural progenitor cells

Abstract

Ao longo da vida, novos neurónios são formados a partir de células progenitoras neurais (CPN). No cérebro adulto, dois principais nichos neurogénicos foram descritos: a zona subventricular (ZSV) dos ventrículos laterais e a zona subgranular (ZSG) do giro dentado (GD). Os neurónios recém formados do GD integram-­‐se numa circuito funcional pré-­‐estabelecido, tendo um papel no funcionamento da memória hipocampal. A produção desses novos neurónios é regulada por vários factores relacionados com o estilo de vida, incluindo hábitos alimentares. A grelina, uma hormona peptídea envolvida na regulação do apetite, tem sido descrita a aumentar a proliferação de CPN do hipocampo de ratos adultos e a modular a memoria. Contudo, ainda há controvérsias sobre a capacidade da grelina

exercer um efeito direto nas CPN e células derivadas das CPN através da sua ligação ao seu receptor: o receptor secretagogo da hormona de crescimento 1a, GHSR-­‐1a. A nossa hipótese de trabalho considera que o sistema da grelina e o seu receptor exerce um efeito importante e crucial sobre a sobrevivência, maturação e diferenciação de neurónios derivados das células progenitores neurais do hipocampo. Os nossos resultados mostram que o receptor da grelina, GHSR-­‐1a, está ausente em culturas de células derivadas das neuroesferas do giro dentado. No entanto, observamos que uma outra isoforma do GHSR1 (provavelmente a sua forma truncada, GHSR-­‐1b) é expressa por células neuroprecursoras e neurónios em diferenciação. Além disso, fornecemos pela primeira vez, evidencias da produção de grelina em culturas de neuroesferas do giro dentado, e observamos que a adição de grelina exógena acylada nas nossas culturas não tem nenhum efeito na proliferação ou diferenciação neuronal das CPN do GD.

Os nossos dados demonstram que o sistema da grelina está presente em culturas celulares de CPN do GD, sugerindo que este sistema pode desempenhar um papel direto na modulação das CPNs e células derivadas do GD.

Throughout life, new neurons are formed from neural progenitor cells (NPCs). In the adult brain, two main neurogenic niches have been described: the subventricular zone (SVZ) of the lateral ventricles and the subgranular zone (SGZ) of the dentate gyrus (DG). DG newly-­‐generated neurons integrate into a pre-­‐established and functional network, having a role on hippocampal memory function. The production of these new neurons is regulated by several lifestyle-­‐related factors, including dietary habits. Ghrelin, a peptide hormone that is involved in the regulation of appetite, has been described to increase proliferation of adult rat hippocampal NPCs and to modulate memory. However, there is still some controversy about whether ghrelin is able to exert a direct effect on NPCs and NPC derived cells by binding to its receptor: the growth hormone secretagogue receptor 1a, GHSR-­‐1a.

In this work, we hypothesize that Ghrelin/GHSR-­‐1a system exerts a crucial and direct effect on the survival, maturation and differentiation of neurons derived from hippocampal neural progenitor cells (NPCs). We show that GHSR-­‐1a is absent in neurosphere cell cultures derived from the dentate gyrus (DG). Nevertheless, we observed that another isoform of GHSR1 (probably its truncated isoform GHSR1b) is expressed by neuroprecursor cells (NPCs) and differentiating neurons. Furthermore, we provide, for the first time, evidences of the production of ghrelin in DG neurosphere cultures. Finally, we observed that the addition of exogenous acylated ghrelin to our cultures has no effect on cell proliferation or neuronal differentiation of DG NPCs.

Our data demonstrate that ghrelin/GHSR1 system is present in DG derived neurosphere cell cultures, suggesting that this system may play a direct role in the modulation of DG NPCs and derived cells.