The cholinergic neurons have been recognized that controlling autonomic function and contraction of the skeletal muscles. They express insulin receptors, but the role of the insulin receptors has not been reported yet. This study identified the physiological role of insulin receptors on cholinergic neurons. Firstly, using ex vivo electrophysiology, insulin inhibited parasympathetic preganglionic neurons. However, autonomic functions such as glucose homeostasis were normal when insulin receptors were knocked out specifically for cholinergic neurons. On the other hand, insulin activated cholinergic motor neurons and had an important role to form normal gastrocnemius muscle. The conditional knockout mice had less muscle mass, weakened muscle contraction force, and abnormal neuromuscular junctions. Together, this study suggested that the insulin receptors on cholinergic neurons are required for normal muscle growth, not autonomic functions.
콜린성 신경세포는 자율신경계의 기능과 골격근 수축을 조절하는 것으로 알려져 있다. 이 뉴런들은 인슐린 수용체를 발현하고 있지만, 이들의 기능은 지금까지 보고된 바가 없었다. 본 학위논문에서는, 콜린성 신경세포에 발현하고 있는 인슐린 수용체의 생리적 역할을 규명하였다. 먼저, 전기생리학 실험을 통해 인슐린이 부교감신경의 절전 뉴런의 활성을 억제하는 효과가 있는 것을 확인하였다. 하지만 인슐린 수용체를 콜린성 신경세포에서만 선택적으로 결손시킨 생쥐에서 포도당 대사와 같은 자율신경의 기능은 정상인 것을 확인하였다. 반면, 인슐린은 콜린성 운동 신경세포들을 활성화 시키고, 정상적인 비복근 형성에 중요한 역할을 하고 있었다. 조건적 인슐린 수용체 결손 생쥐는 감소된 근질량, 약해진 근력, 그리고 비정상적인 신경근접합부를 가진다는 사실을 밝혀냈다. 요약하여, 본 논문은 콜린성 신경세포에 발현된 인슐린 수용체가 정상적인 근육 형성에 필요하지만, 자율신경 기능과는 무관하다는 것을 밝혀내었다.
