Energy metabolism and bone homeostasis share several neuronal regulatory pathways. Within the ventral hypothalamus (VHT), the orexigenic neurons co‐express Agouti‐related peptide (AgRP) and neuropeptide Y (NPY) and the anorexigenic neurons co‐express, α‐melanocyte stimulating hormone derived from proopiomelanocortin (POMC), and cocaine and amphetamine‐regulated transcript (CART). These neurons regulate both processes, yet their relative contribution is unknown. Previously, using genetically targeted activator protein (AP1) alterations as a tool, we showed in adult mice that AgRP or POMC neurons are capable of inducing whole‐body energy catabolism and bone accrual, with different effects on bone resorption. Here, we investigated whether co‐residing neurons exert similar regulatory effects. We show that AP1 antagonists targeted to NPY‐producing or CART‐producing neurons in adult mice stimulate energy expenditure, reduce body weight gain and adiposity and promote trabecular bone formation and mass, yet again via different effects on bone resorption, as measured by serum level of carboxy‐terminal collagen type I crosslinks (CTX). In addition, AP1 antagonists promote neurite expansion, increasing neurite number, length, and surface area in primary hypothalamic neuronal cultures. Overall, our data demonstrate that the orexigenic NPY and anorexigenic CART neurons both have the capacity to stimulate energy burning state and increase bone mass. © 2020 American Society for Bone and Mineral Research.

中文翻译：

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表达 NPY 和表达 CART 的神经元都会增加能量消耗和骨小梁质量以响应 AP1 拮抗作用，但对骨吸收具有相反的作用。

能量代谢和骨稳态共享几个神经元调节途径。在下丘脑腹侧 (VHT) 内，致食欲神经元共同表达刺鼠相关肽 (AgRP) 和神经肽 Y (NPY)，厌食神经元共同表达源自阿片黑皮质素原 (POMC) 的 α-黑素细胞刺激激素和可卡因和苯丙胺调节转录本 (CART)。这些神经元调节这两个过程，但它们的相对贡献是未知的。此前，我们使用基因靶向激活蛋白 (AP1) 改变作为工具，在成年小鼠中发现 AgRP 或 POMC 神经元能够诱导全身能量分解代谢和骨积累，对骨吸收具有不同的影响。在这里，我们研究了共存神经元是否发挥类似的调节作用。我们表明，针对成年小鼠中产生 NPY 或产生 CART 的神经元的 AP1 拮抗剂可刺激能量消耗，减少体重增加和肥胖，并促进骨小梁形成和质量，再次通过血清水平测量的对骨吸收的不同影响羧基末端胶原蛋白 I 型交联 (CTX)。此外，AP1 拮抗剂促进神经突扩张，增加原代下丘脑神经元培养物中的神经突数量、长度和表面积。总体而言，我们的数据表明，促食欲 NPY 和厌食 CART 神经元都具有刺激能量燃烧状态和增加骨量的能力。© 2020 美国骨与矿物研究学会。减少体重增加和肥胖，促进骨小梁形成和质量，再次通过对骨吸收的不同影响，通过血清羧基末端 I 型胶原交联 (CTX) 水平测量。此外，AP1 拮抗剂促进神经突扩张，增加原代下丘脑神经元培养物中的神经突数量、长度和表面积。总体而言，我们的数据表明，促食欲 NPY 和厌食 CART 神经元都具有刺激能量燃烧状态和增加骨量的能力。© 2020 美国骨与矿物研究学会。减少体重增加和肥胖，促进骨小梁形成和质量，再次通过对骨吸收的不同影响，通过血清羧基末端 I 型胶原交联 (CTX) 水平测量。此外，AP1 拮抗剂促进神经突扩张，增加原代下丘脑神经元培养物中的神经突数量、长度和表面积。总体而言，我们的数据表明，促食欲 NPY 和厌食 CART 神经元都具有刺激能量燃烧状态和增加骨量的能力。© 2020 美国骨与矿物研究学会。和原代下丘脑神经元培养物中的表面积。总体而言，我们的数据表明，促食欲 NPY 和厌食 CART 神经元都具有刺激能量燃烧状态和增加骨量的能力。© 2020 美国骨与矿物研究学会。和原代下丘脑神经元培养物中的表面积。总体而言，我们的数据表明，促食欲 NPY 和厌食 CART 神经元都具有刺激能量燃烧状态和增加骨量的能力。© 2020 美国骨与矿物研究学会。