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The role of growth hormone in the brain: relevance for neural functions and in disease

Grant number: 17/02983-2
Support type:Research Projects - Thematic Grants
Duration: August 01, 2017 - July 31, 2022
Field of knowledge:Biological Sciences - Physiology
Principal Investigator:Jose Donato Junior
Grantee:Jose Donato Junior
Home Institution: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brazil
Assoc. researchers:Carlos Roberto Jorge Soares ; Cibele Nunes Peroni ; Fernanda Guarino de Felice ; Martin Andreas Metzger ; Monica Levy Andersen ; Paolo Bartolini ; Renata Frazão ; Thiago dos Santos Moreira
Associated grant(s):17/18972-0 - Multi-user equipment approved in grant 17/02983-2: minispec LF50 body composition mice analyzer, AP.EMU
Associated scholarship(s):17/25281-3 - Effects of growth hormone on POMC, cholinergic and hypothalamic paraventricular nucleus neurons: implications for energy and glycemic metabolism control, BP.PD
17/21854-9 - Investigation of pro- and anti-inflamatory cytokines in biophysical properties of POMC and AgRP neurons of the arcuate nucleus of the hypothalamus, BP.DR

Abstract

GH is the most abundant factor secreted by the pituitary gland and plays an important role controlling somatic and tissue growth, as well as cell proliferation and differentiation. Despite the presence of the GH Receptor (GHR) in the brain, little is known about the effects of this hormone on the nervous system. Thus, we propose in this project that GH has a previously unrecognized role in the nervous system. Our hypothesis is that the brain mediates important aspects of the biological effects of GH, particularly regarding the metabolism. Therefore, the aim of the present project is to investigate the importance of GH signaling in the nervous system by manipulating GHR expression in specific populations of neurons. To do so, we will use mice from the Cre/loxP system that allow the inactivation of GHR or its main intracellular signaling pathway, STAT5, in neuronal populations of interest. We will produce mice with selective inactivation of GHR and/or STAT5 throughout the nervous system, in leptin receptor-expressing cells, in neurons of the ventromedial nucleus of the hypothalamus (SF1 positive cells) and in neurons expressing AgRP, orexin or tyrosine hydroxylase. These different mouse models will be studied in 14 subprojects aimed at investigating the importance of central GH signaling in multiple neurological functions, including metabolic control, cognition, wake-sleep cycle, memory/learning, behavior, emotions/motivation, as well as in neurovegetative and neuroendocrine functions. The knowledge that will be generated by the experiments proposed may change our notion about the function and mechanisms of action of one of the most important hormones. (AU)

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ANDREOLI, MARFA F.; DONATO JR, JOSE; CAKIR, ISIN; PERELLO, MARIO. Leptin resensitisation: a reversion of leptin-resistant states. Journal of Endocrinology, v. 241, n. 3, p. R81-R96, JUN 2019. Web of Science Citations: 0.
FURIGO, ISADORA C.; TEIXEIRA, PRYSCILA D. S.; DE SOUZA, GABRIEL O.; COUTO, GISELE C. L.; GARCIA ROMERO, GUADALUPE; PERELLO, MARIO; FRAZAO, RENATA; ELIAS, LUCILA L.; METZGER, MARTIN; LIST, EDWARD O.; KOPCHICK, JOHN J.; DONATO, JR., J. Growth hormone regulates neuroendocrine responses to weight loss via AgRP neurons. NATURE COMMUNICATIONS, v. 10, FEB 8 2019. Web of Science Citations: 1.
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MENDES, NATALIA F.; KIM, YOUNG-BUM; VELLOSO, LICIO A.; ARAUJO, ELIANA P. Hypothalamic Microglial Activation in Obesity: A Mini-Review. FRONTIERS IN NEUROSCIENCE, v. 12, NOV 15 2018. Web of Science Citations: 0.
LIMA, LEANDRO BUENO; HAUBENTHAL, FERNANDA TAIS; SILVEIRA, MARINA AUGUSTO; BOHLEN, TABATA MARIZ; METZGER, MARTIN; DONATO JR, JOSE; FRAZAO, RENATO. Conspecific odor exposure predominantly activates non-kisspeptin cells in the medial nucleus of the amygdala. Neuroscience Letters, v. 681, p. 12-16, AUG 10 2018. Web of Science Citations: 0.
MENDES, NATALIA F.; GASPAR, JOANA M.; LIMA-JUNIOR, JOSE C.; DONATO, JR., JOSE; VELLOSO, LICIO A.; ARAUJO, ELIANA P. TGF-beta 1 down-regulation in the mediobasal hypothalamus attenuates hypothalamic inflammation and protects against diet-induced obesity. METABOLISM-CLINICAL AND EXPERIMENTAL, v. 85, p. 171-182, AUG 2018. Web of Science Citations: 2.
FURIGO, ISADORA C.; MELO, HELEN M.; LYRA E SILVA, NATALIA M.; RAMOS-LOBO, ANGELA M.; TEIXEIRA, PRYSCILA D. S.; BUONFIGLIO, DANIELLA C.; WASINSKI, FREDERICK; LIMA, ELIANA R.; HIGUTI, ELIZA; PERONI, CIBELE N.; BARTOLINI, PAOLO; SOARES, CARLOS R. J.; METZGER, MARTIN; DE FELICE, FERNANDA G.; DONATO, JR., JOSE. Brain STAT5 signaling modulates learning and memory formation. Brain Structure & Function, v. 223, n. 5, p. 2229-2241, JUN 2018. Web of Science Citations: 1.

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