研究揭示视蛋白3在小鼠食欲控制中的作用

科学家多年前就已发现，下丘脑（负责管理体温、饥饿感、性欲、睡眠等）中存在表达视蛋白3（OPN3）的神经元。然而，这种感光蛋白在大脑深处的具体功能一直不清楚。

一项发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的研究表明，OPN3在调节食物摄入方面起着重要作用。

“我们的研究结果揭示了一种机制，即非视觉视蛋白受体OPN3通过黑皮质素4受体（MC4R）调节食物摄入，而MC4R对于调节能量平衡和进食行为至关重要。”布朗大学卡尼脑科学研究所的医学教授埃琳娜·奥安切亚（Elena Oancea）表示。“这一发现令人感兴趣，因为MC4R的功能丧失突变是人类肥胖的已知遗传原因。”

该研究由Hala Haddad领导，她在布朗大学攻读博士学位期间及后来担任博士后研究员时进行了这项研究，主要作者还包括奥安切亚和辛辛那提儿童医院视觉系统组主任理查德·朗（Richard Lang）。

研究团队报告称，OPN3与MC4R和钾通道Kir7.1协同工作，以调节某些细胞信号和下丘脑关键区域的神经元放电，这些区域控制着能量平衡。值得注意的是，当小鼠被设计为缺乏下丘脑这一部分的OPN3时，它们吃得明显比对照组小鼠少，活动量也更少。

“我们非常兴奋，首次揭示了OPN3在大脑中的细胞机制。”奥安切亚说。

视蛋白3一直是奥安切亚实验室近十年来的研究重点，他们发现它存在于黑色素细胞中，参与色素沉着，并开发了一个小鼠模型来确定这种蛋白质在大脑中的具体表达区域。朗的实验室团队也一直在研究脂肪组织和大脑中的OPN3，主要使用小鼠遗传学工具。这两个研究团队自2020年开始合作。

虽然他们的发现为OPN3的功能提供了重要见解，但研究人员表示，还需要进一步研究以确定这一机制是否也在人类大脑中以类似方式发挥作用。

“虽然我们在下丘脑的这一区域确定了OPN3的机制和功能，但该受体在大脑其他区域的工作方式仍不清楚。”奥安切亚说，“OPN3在不同区域的功能可能存在共同范式，我们仍在寻找这一点。”

此外，“目前的分析尚未解决OPN3是否可以在小鼠大脑中作为光传感器的问题。”朗说，“这将在未来的研究中得到解答。”

奥安切亚指出，进食行为和体重的调节极其复杂。

“要解决这些复杂问题，需要更广泛地了解涉及的细胞过程。”她说。

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