ミクログリア形状AGRPニューロン神経細胞の純可塑性を調節することによる出生後発達

視床下部は、アグーティ関連のタンパク質（AGRP）ニューロンとプロオピオメラノコルチン（POMC）ニューロンがこのプロセスの必須成分である、代謝とエネルギーバランスを制御する上で重要な役割を果たします。これらのニューロンの適切な発達は、後年の代謝調節にとって重要です。脳の居住免疫細胞であるミクログリアは、神経発達に大きな影響を与えることが示されています。しかし、視床下部神経回路の出生後の発達を形作る上での彼らの役割は未掘りのままです。この研究では、授乳中の視床下部弓状核（ARC）におけるミクログリアの動的変化と、AGRPおよびPOMCニューロンの成熟への影響を調査しました。ARCニューロン成熟の重要な期間中のミクログリアの枯渇は、AGRPニューロンと繊維密度の数を増加させ、POMCニューロンへの影響が少ないことを実証しました。この枯渇は、新生児の摂食挙動の増加ももたらしました。機械的には、ミクログリアは、in vivoとex vivoの両方でAGRPニューロンを囲む周皮状（PNN）成分を巻き込むことができます。ミクログリアの欠如は、ARCのPNN形成の増加とレプチン感受性の向上につながります。私たちの発見は、ミクログリアがPNN形成の可塑性を調節することにより、AGRPニューロンの出生後発達に関与していることを示唆しています。この研究は、出生後の発達中の視床下部神経回路の形成と代謝調節への影響におけるミクログリアの役割のより良い理解に貢献しています。

The hypothalamus plays a crucial role in controlling metabolism and energy balance, with Agouti-related protein (AgRP) neurons and proopiomelanocortin (POMC) neurons being essential components of this process. The proper development of these neurons is important for metabolic regulation in later life. Microglia, the resident immune cells in the brain, have been shown to significantly influence neurodevelopment. However, their role in shaping the postnatal development of hypothalamic neural circuits remains underexplored. In this study, we investigated the dynamic changes of microglia in the hypothalamic arcuate nucleus (ARC) during lactation and their impact on the maturation of AgRP and POMC neurons. We demonstrated that microglial depletion during a critical period of ARC neuron maturation increases the number of AgRP neurons and fiber density, with less effect on POMC neurons. This depletion also resulted in increased neonatal feeding behavior. Mechanistically, microglia can engulf perineuronal net (PNN) components surrounding AgRP neurons both in vivo and ex vivo. The absence of microglia leads to increased PNN formation and enhanced leptin sensitivity in ARC. Our findings suggest that microglia participate in the postnatal development of AgRP neurons by regulating the plasticity of PNN formation. This study contributes to a better understanding of microglia's role in shaping hypothalamic neural circuits during postnatal development and their impact on metabolism regulation.