PNAS：研究人员发现一种对光敏感的脑蛋白如何调节食物消耗

科学家们多年前就发现，下丘脑——帮助控制体温、饥饿感、性欲、睡眠等——包括表达蛋白OPN3 （OPN3）的神经元。然而，这种光感应蛋白在大脑深处的作用远不清楚。发表在《美国科学院院刊》上的一项研究表明，OPN3在调节食物消费方面起着重要作用。布朗大学卡尼脑科学研究所的医学教授Elena Oancea说：“我们的研究结果揭示了一种机制，即非视觉视蛋白受体OPN3通过黑素皮素4受体MC4R调节食物摄入，这对调节能量平衡和进食行为至关重要。”“这一发现很有趣，因为MC4R的功能丧失突变是人类肥胖的已知遗传原因。”

　　

科学家多年前就发现，下丘脑——帮助控制体温、饥饿感、性欲、睡眠等，包括表达蛋白OPN3 （OPN3）的神经元。然而，这种光感应蛋白在大脑深处的作用远不清楚。

发表在《美国科学院院刊》上的一项研究表明，OPN3在调节食物消费方面起着重要作用。

布朗大学卡尼脑科学研究所的医学教授Elena Oancea说：“我们的研究结果揭示了一种机制，即非视觉视蛋白受体OPN3通过黑素皮素4受体MC4R调节食物摄入，这对调节能量平衡和进食行为至关重要。”“这一发现很有趣，因为MC4R的功能丧失突变是人类肥胖的已知遗传原因。”

这项研究由哈拉·哈达德（Hala Haddad）领导，她在布朗大学攻读博士学位时进行了这项研究，后来成为博士后研究助理，资深作者奥安西亚（Oancea）和理查德·朗（Richard Lang）是辛辛那提儿童医院视觉系统小组的主任。

研究小组报告说，OPN3与MC4R和Kir7.1钾通道一起作用，调节某些细胞信号以及控制能量平衡的关键区域的神经元放电。值得注意的是，当小鼠在下丘脑的这一部分缺乏OPN3时，它们吃得比对照组小鼠少得多，也不那么活跃。

Oancea说：“我们非常兴奋，这是OPN3第一次在大脑中发挥作用的细胞机制。”

近十年来，Opsin 3一直是Oancea实验室的研究重点，研究小组发现它存在于黑色素细胞中，在色素沉着中起作用，并开发了一个小鼠模型来确定这种蛋白质表达的特定大脑区域。Lang实验室的研究人员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。这两个研究团队在2020年左右开始合作。

虽然他们的发现为OPN3的功能提供了重要的见解，但研究人员表示，还需要更多的研究来确定这种机制是否也以类似的方式在人脑中发挥作用。

Oancea说：“虽然我们确定了OPN3在下丘脑这个区域的机制和功能，但这种受体在大脑其他区域的工作原理仍然难以捉摸。”“OPN3在不同领域的功能必须有一个共同的范例，我们仍在寻找。”

此外，“目前的分析并不能解决OPN3是否能在小鼠大脑中作为光传感器起作用的问题，”Lang说。“这在未来的研究中仍有待解决。”

Oancea说，饮食行为和体重的调节是极其复杂的。

“弄清楚如何解决这些复杂的问题需要对所涉及的细胞过程有更广泛的了解，”她说。