科學家們多年前發(fā)現(xiàn)，調節(jié)體溫、饑餓、性欲、睡眠等生理功能的下丘腦中存在表達蛋白質OPN3（視蛋白3）的神經(jīng)元。然而，關于這一光感受蛋白在大腦深處的具體作用一直不太清楚。

近日，發(fā)表在《PNAS》期刊上的一項研究揭示，OPN3在調節(jié)食物攝入方面發(fā)揮著重要作用。

“我們的研究結果揭示了一個機制，通過非視覺視蛋白受體OPN3通過黑色素皮質素4受體（MC4R）調節(jié)食物攝入，而MC4R在能量平衡和進食行為的調節(jié)中起著至關重要的作用，”布朗大學Carney腦科學研究所的醫(yī)學科學教授Elena Oancea表示?！斑@一發(fā)現(xiàn)非常有趣，因為MC4R的功能喪失突變是已知的人類肥胖的遺傳原因?！?/p>

該研究由Hala Haddad領導，Haddad在布朗大學攻讀博士學位時開展了這項研究，后續(xù)在該校從事博士后研究，Oancea和辛辛那提兒童醫(yī)院視覺系統(tǒng)組的Richard Lang教授為資深作者。

研究團隊報告稱，OPN3與MC4R和Kir7.1鉀通道共同作用，調節(jié)特定的細胞信號以及調控能量平衡的關鍵區(qū)域的神經(jīng)元放電。值得注意的是，當小鼠在這一部分下丘腦中缺失OPN3時，它們的食物攝入顯著減少，且比對照組小鼠的活動量也較低。

“我們非常興奮，終于首次揭示了OPN3在大腦中的細胞機制，”O(jiān)ancea說道。

OPN3蛋白已成為Oancea實驗室研究的重點，已有近十年的時間。研究團隊發(fā)現(xiàn)，OPN3在黑色素細胞中也存在，并參與色素沉著。為了更好地了解該蛋白在大腦中的作用，研究團隊還開發(fā)了小鼠模型，以識別其在大腦中特定區(qū)域的表達。Lang實驗室的研究者們也一直在使用小鼠遺傳工具，研究OPN3在脂肪組織和大腦中的作用。兩個研究團隊自2020年起開始合作。

盡管他們的發(fā)現(xiàn)為OPN3的功能提供了重要的見解，研究人員表示，仍需進一步研究，確定這一機制是否也在人體大腦中以類似的方式發(fā)揮作用。

Oancea指出：“雖然我們已經(jīng)確定了OPN3在下丘腦這一區(qū)域的機制和功能，但這一受體在大腦其他區(qū)域的作用仍然不明。”她補充道：“不同區(qū)域中OPN3的功能可能存在共同的機制，但我們仍在尋找這一規(guī)律?！?/p>

此外，Lang表示：“當前的分析并未解決OPN3是否能夠在小鼠大腦中作為光傳感器發(fā)揮作用的問題，這仍需在未來的研究中進一步探索?！?/p>

Oancea表示，飲食行為和體重的調節(jié)是一個極為復雜的過程。

她說道：“要解決這些復雜問題，需要更全面地了解其中涉及的細胞過程?！?/p>

參考文獻：Hala K. Haddad et al, Hypothalamic opsin 3 suppresses MC4R signaling and potentiates Kir7.1 to promote food consumption,?Proceedings of the National Academy of Sciences?(2025).?DOI: 10.1073/pnas.2403891122

編輯：王洪

排版：李麗