Die Neurone befinden sich im Hypothalamus, einer Hirnregion, die zentrale Funktionen im Energie- und Appetitstoffwechsel übernimmt. Sie werden durch das Hormon Leptin gesteuert, das im Fettgewebe gebildet wird und im Gehirn appetitzügelnd wirkt. Diese Kombination aus anatomischer Lage, hormoneller Anbindung und funktioneller Bedeutung macht die PNOC/NPY-Nervenzellen besonders interessant für die Adipositasforschung. Die Entdeckung könnte dazu beitragen, gezielte medikamentöse Therapien gegen Übergewicht zu entwickeln.

Genetische Analyse auf Einzelzellebene

Die PNOC/NPY-Nervenzellen wurden im Gehirn von Mäusen identifiziert. Aktiviert man diese Zellen, steigert sich die Nahrungsaufnahme, was zu Fettleibigkeit führt. Bemerkenswert: Auch im menschlichen Gehirn ist diese Zellgruppe vorhanden. Mithilfe neuartiger genetischer und molekularbiologischer Methoden gelang es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die Nervenzellen auf Einzelzellebene zu analysieren und in verschiedene Cluster zu unterteilen. Dabei zeigte sich, dass nur ein spezifischer Cluster innerhalb der großen Zellgruppe für das beobachtete Essverhalten verantwortlich ist.

Rolle von Leptin-Rezeptoren

Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass PNOC-Nervenzellen im Hypothalamus besonders aktiv sind, wenn Mäuse eine fettreiche Ernährung erhalten. In der aktuellen Untersuchung stellten die Forschenden fest, dass rund zehn Prozent dieser Zellen einen Rezeptor für das Hormon Leptin besitzen. Wird dieser Rezeptor entfernt, kommt es zu einem deutlichen Anstieg der Nahrungsaufnahme – mit der Folge, dass die Tiere übergewichtig werden.

„Es war überraschend, dass eine so kleine Gruppe von Nervenzellen speziell zu Fettleibigkeit führt“, erklärt Marie Holm Solheim, Erstautorin der Studie.

Hoffnung auf neue Therapieansätze

Die Forscherinnen und Forscher planen, die identifizierten Nervenzellen weiter zu untersuchen, um zusätzliche spezifische Angriffspunkte für mögliche Medikamente zu identifizieren und pharmakologisch zugänglich zu machen.

„Wir hoffen, dass Medikamente, die auf diese spezialisierte Gruppe von Nervenzellen wirken, vielversprechende Therapiealternativen bieten", sagt Jens Brüning, Direktor des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung und Leiter der Studie. „Allerdings ist es noch ein weiter Weg, bis diese eingesetzt werden können.“

Originalpublikation:
Solheim, M. H., Stroganov, S., Chen, W., Subagia, P. S., Bauder, C. A., Wnuk-Lipinski, D., Del Río-Martín, A., Sotelo-Hitschfeld, T., Beddows, C. A., Klemm, P., Dodd, G. T., Lundh, S., Secher, A., Wunderlich, F. T., Steuernagel, L., & Brüning, J. C. (2025). Hypothalamic PNOC/NPY neurons constitute mediators of leptin-controlled energy homeostasis. Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2025.04.001

Quelle: Max-Planck-Gesellschaft