The nucleus of the solitary tract (NTS) is emerging as a major site of action for the appetite-suppressive effects of leading pharmacotherapies currently investigated to treat obesity. However, our understanding of how NTS neurons regulate appetite remains incomplete.

Objectives

In this study, we used NTS nutrient sensing as an entry point to characterize stimulus-defined neuronal ensembles engaged by the NTS to produce physiological satiety.

Methods

We combined histological analysis, neuroanatomical assessment using inducible viral tracing tools, and functional tests to characterize hindbrain-forebrain circuits engaged by NTS leucine sensing to suppress hunger.

Results

We found that NTS detection of leucine engages NTS prolactin-releasing peptide (PrRP) neurons to inhibit AgRP neurons via a population of leptin receptor-expressing neurons in the dorsomedial hypothalamus. This circuit is necessary for the anorectic response to NTS leucine, the appetite-suppressive effect of high-protein diets, and the long-term control of energy balance.

Conclusions

These results extend the integrative capability of AgRP neurons to include brainstem nutrient sensing inputs.

中文翻译：

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孤束核中的营养感应通过抑制 AgRP 神经元介导对进食的非厌恶性抑制。

孤束核 (NTS) 正在成为目前研究用于治疗肥胖症的主要药物疗法的食欲抑制作用的主要作用部位。然而，我们对 NTS 神经元如何调节食欲的理解仍然不完整。

目标

在这项研究中，我们使用 NTS 营养传感作为切入点来表征 NTS 参与的刺激定义的神经元集合以产生生理饱腹感。

方法

我们结合组织学分析、使用诱导型病毒追踪工具的神经解剖学评估和功能测试来表征 NTS 亮氨酸感应用于抑制饥饿的后脑-前脑回路。

结果

我们发现亮氨酸的 NTS 检测与 NTS 催乳素释放肽 (PrRP) 神经元结合，通过下丘脑背内侧的一组瘦素受体表达神经元来抑制 AgRP 神经元。该回路对于 NTS 亮氨酸的厌食反应、高蛋白饮食的食欲抑制作用和能量平衡的长期控制是必要的。

结论

这些结果扩展了 AgRP 神经元的综合能力，包括脑干营养感应输入。