The Effect of Intracerebroventricular Nesfatin-1 Injection on Serum Ghrelin, Leptin, Orexin A, and Asprosin Levels in Male Rats

Yıl 2025, Cilt: 14 Sayı: 3, 878 - 885, 25.09.2025

Fatmanur Selim , Ömer Faruk Kalkan , Ali Yavuz Uzun , Ahmet Alver , Zafer Şahin

https://doi.org/10.37989/gumussagbil.1728090

Öz

Nesfatin-1 is an anorexigenic peptide produced in hypothalamic regions. The anorexigenic effect of nesfatin-1 involves not only the activation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis but also the stress response. Although nesfatin-1 is known to influence appetite-regulating neuropeptides, its specific effects on leptin, ghrelin, orexin-A, and asprosin have yet to be fully characterized. This study was conducted to explore how nesfatin-1 interacts with CRH1, CRH2, and oxytocin receptor antagonists to affect the serum concentrations of these neuropeptides.In this study, a total of 35 animals were used and randomly divided into 5 groups (n=7 per group): sham (control), nesfatin-1, nesfatin-1 (25 pmol) + P234 (1 nmol), nesfatin-1 + antalarmin (0.1 μg), nesfatin-1 + astressin 2B (1 μg), and nesfatin-1 + atosiban (300 ng). All antagonists were administered via the intracerebroventricular route. The animals were sacrificed by decapitation 30 minutes after anesthesia (1.25 g/kg, intraperitoneal). Serum samples were collected, and levels of leptin, ghrelin, orexin A, and asprosin were measured using commercial ELISA kits.
Administration of nesfatin-1 alone did not significantly alter serum leptin, ghrelin, orexin-A, or asprosin levels (p>0.05). Co-administration of nesfatin-1 with P234 reduced orexin-A and ghrelin levels while increasing leptin levels (p<0.05). Co-administration of nesfatin-1 with antalarmin, astressin 2B, or atosiban resulted in a significant decrease in serum orexin-A levels (p<0.05).
These findings suggest that the effects of nesfatin-1 on neuropeptides regulating hunger and satiety are modulated through receptor-level interactions. In particular, the observed decrease in orexin-A levels following antagonism of CRH1, CRH2, and oxytocin receptors indicates that nesfatin-1 may exert indirect inhibitory effects on orexigenic systems.

Anahtar Kelimeler

Nesfatin-1 , Ghrelin , Leptin , Orexin A , Asprosin

İntraserebroventriküler Nesfatin-1 Enjeksiyonun Erkek Sıçanlarda Serum Ghrelin Leptin, Orexin A ve Asprosin Düzeylerine Etkisi

Öz

Hipotalamik alanlarda üretilen nesfatin-1 anoreksijenik bir peptittir. Nesfatin-1’in bu anoreksijenik etkisinde hipotalamo-hipofizer-adrenal aks aktivasyonu yanı sıra stres yanıtı da rol oynar. Nesfatin-1’in leptin, ghrelin, orexin-A ve asprosin gibi açlık-tokluk üzerinde önemli rol oyanayan nöropeptitler üzerinde nasıl bir etkiye sahip olduğu tam olarak aydınlatılmamıştır. Bu çalışmada, nesfatin-1’in CRH1, CRH2 ve oksitosin reseptör antagonistleriyle etkileşiminin, serum ghrelin, leptin, asprosin ve oreksin A düzeyleri üzerindeki etkilerini araştırmak hedeflenmiştir.
Çalışmada toplam 42 adet erkek sıçan kullanılmış ve rastgele 6 gruba ayrılmıştır; (her grup için n=7): sham (kontrol), nesfatin-1, nesfatin-1 (25pmol) +P234 (1 nmol), nesfatin-1+antalarmin (0,1 μg), nesfatin-1+ astressin (1 μg) 2B, nesfatin-1+atosiban (300 ng). Tüm antagonistler introserebroventriküler yolla enjekte edilmiştir. Hayvanlar anestezi (1.25 g/kg, periton içi) altına alındıktan 30 dakika sonra dekapitasyonla sakrifiye edilmiştir. Serum örnekleri toplanmış ve leptin, ghrelin, orexin A ve asprosin seviyeleri ELISA ticari kitleri ile ölçülmüştür.
Nesfatin-1’ tek başına uygulaması serum leptin, ghrelin, orexin-A ve asprosin seviyelerini değiştirmemiştir (p>0.05). Nesfatin-1’in P234 ile uygulaması orexin-A ve ghrelin seviyelerini azaltırken leptin seviyesini artırmıştır (p<0.05). Nesfatin-1’in antalarmin, astressin 2B ve atosiban ile uygulanması serum orexin-a seviyesini azaltmıştır (p<0.05). Elde edilen bulgular, nesfatin-1’in açlık-tokluk düzenleyici nöropeptidler üzerindeki etkilerinin, reseptör düzeyindeki etkileşimler aracılığıyla modüle edildiğini göstermektedir. Özellikle CRH1, CRH2 ve oksitosin reseptörlerinin antagonizmi sonrasında gözlenen orexin-A düzeylerindeki düşüş, nesfatin-1’in oreksijenik sistemler üzerinde dolaylı inhibitör etkiler gösterebileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Nesfatin-1 , Ghrelin , Leptin , Oreksin A , Asprosin

Etik Beyan

Araştırma, Karadeniz Teknik Üniversitesi Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurulu’nun 31.05.2022 tarihli ve 53488718-475 sayılı 2022/18 numaralı kararıyla onaylanarak gerçekleştirilmiştir.

Destekleyen Kurum

Bu çalışma KTÜ Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından (TYL-2022-10361 numaralı proje) desteklenmiştir.

Kaynakça

• 1. Zhu XX, Meng XY, Chen G, et al. Nesfatin-1 enhances vascular smooth muscle calcification through facilitating BMP-2 osteogenic signaling. Cell Commun Signal. 2024;22(1):488.
• 2. Dore R, Levata L, Lehnert H, Schulz C. Nesfatin-1: functions and physiology of a novel regulatory peptide. J Endocrinol. 2017;32(1):45-65.
• 3. Oh-I S, Shimizu H, Satoh T, Okada S, et al. Identification of nesfatin-1 as a satiety molecule in the hypothalamus. Nature. 2006;443(7112):709-12.
• 4. Price CJ, Hoyda TD, Samson WK, et al. Nesfatin-1 influences the excitability of paraventricular nucleus neurones. J Neuroendocrinol. 2008;20(2):245-50.
• 5. Price CJ, Samson WK, Ferguson AV. Nesfatin-1 inhibits NPY neurons in the arcuate nucleus. Brain Res. 2008;16(1230):99-106.
• 6. Nakata M, Gantulga D, Santoso P, et al. Paraventricular NUCB2/nesfatin-1 supports oxytocin and vasopressin neurons to control feeding behavior and fluid balance in male mice. Endocrinology. 2016;157(6):2322-32.
• 7. Stengel A, Goebel M, Wang L, et al. Central nesfatin-1 reduces dark-phase food intake and gastric emptying in rats: differential role of corticotropin-releasing factor2 receptor. Endocrinology. 2009(150):4911-9.
• 8. Güldemir, H. Yüksek yağlı diyetin açlık-tokluk metabolizmasında görevli hormonlar ve nöropeptidler üzerine etkileri. Sağlık Bilimleri Dergisi. 2018;27(3):239-344.
• 9. Pereira S, Cline DL, Glavas MM, et al. Tissue-specific effects of leptin on glucose and lipid metabolism. Endocr Rev. 2021;42(1):1-28.
• 10. Gray SM, Page LC, Tong J. Ghrelin regulation of glucose metabolism. J Neuroendocrinol. 2019;31(7):2705. 11. Li E, Shan H, Chen L, et al. OLFR734 mediates glucose metabolism as a receptor of asprosin. Cell Metab. 2019;30(2):319-328.
• 12. Xia L, Liu HY, Wang BY, et al. A review of physiological functions of orexin: From instinctive responses to subjective cognition. Medicine (Baltimore). 2023;102(26):34206.
• 13. G. Cristina Brailoiu, Siok L. Dun, Eugen Brailoiu, et al. Nesfatin-1: sıçan beyninde g protein bağlantılı reseptörle dağılım ve etkileşim. Endokrinoloji. 2007;148(10):5088-509.
• 14. Gotoh K, Masaki T, Chiba S, et al. Nesfatin-1, corticotropin-releasing hormone, thyrotropin-releasing hormone, and neuronal histamine interact in the hypothalamus to regulate feeding behavior. J Neurochem 2013;124(1):90-9.
• 15. Bagosi Z, Csabafi K, Palotai M, et al. The effect of urocortin I on the hypothalamic ACTH secretagogues and its impact on the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Neuropeptides. 2014;48(1):15-20.
• 16. Benoussaidh A, Maurin Y, Rampin O. Possible neural mediation of the central effects of oxytocin on uterine motility. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2005;289(3):798-804.
• 17. Pan W, Hsuchou H, Kastin A J. Nesfatin-1 crosses the blood-brain barrier without saturation. Peptides. 2007;28(11):2223-8.
• 18. Paxinos, G, Watson, C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates, 6th edn. Journal of Anatomy. New York: Academic Press.
• 19. Darambazar G, Nakata M, Okada T, et al. Paraventricular NUCB2/nesfatin-1 is directly targeted by leptin and mediates its anorexigenic effect. Biochem Biophys Res Commun. 2015;456(4):913-8.
• 20. Çelik F, Belviranli M, Okudan N. Circulating levels of leptin, nesfatin-1 and kisspeptin in postmenopausal obese women . Arch Physiol Biochem. 2016; 122(4):195-199
• 21. Li ZL, Xu L, Sun XR, Guo FF, Gong YL, Gao SL (2013). Central nesfatin-1 influences the excitability of ghrelin-responsive gastric distension neurons in the arcuate nucleus and reduces gastric motility in rats. Eur J Neurosci 38:3636-43.
• 22. Inhoff T, Mönnikes H, Noetzel S, Stengel A, Goebel M, Dinh QT, Riedl A, Bannert N, Wisser AS, Wiedenmann B, Klapp BF, Taché Y, Kobelt P (2008). Desacyl ghrelin inhibits the orexigenic effect of peripherally injected ghrelin in rats. Peptides 29:2159-68.
• 23. Gök Yurtseven D, Minbay Z, Eyigör Ö (2019). Nesfatin-1 ve oreksin a nöronları arasındaki etkileşimin immünohistokimyasal olarak araştırılması. Uludağ Tıp Derg. 45: 243-249.