科學(xué)家們多年前發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)體溫、饑餓、性欲、睡眠等生理功能的下丘腦中存在表達(dá)蛋白質(zhì)OPN3（視蛋白3）的神經(jīng)元。然而，關(guān)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(xiàng)研究揭示，OPN3在調(diào)節(jié)食物攝入方面發(fā)揮著重要作用。

“我們的研究結(jié)果揭示了一個機(jī)制，通過非視覺視蛋白受體OPN3通過黑色素皮質(zhì)素4受體（MC4R）調(diào)節(jié)食物攝入，而MC4R在能量平衡和進(jìn)食行為的調(diào)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用，”布朗大學(xué)Carney腦科學(xué)研究所的醫(yī)學(xué)科學(xué)教授Elena Oancea表示?！斑@一發(fā)現(xiàn)非常有趣，因?yàn)镸C4R的功能喪失突變是已知的人類肥胖的遺傳原因。”

該研究由Hala Haddad領(lǐng)導(dǎo)，Haddad在布朗大學(xué)攻讀博士學(xué)位時開展了這項(xiàng)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(tuán)隊(duì)報告稱，OPN3與MC4R和Kir7.1鉀通道共同作用，調(diào)節(jié)特定的細(xì)胞信號以及調(diào)控能量平衡的關(guān)鍵區(qū)域的神經(jīng)元放電。值得注意的是，當(dāng)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(xì)胞機(jī)制，”O(jiān)ancea說道。

OPN3蛋白已成為Oancea實(shí)驗(yàn)室研究的重點(diǎn)，已有近十年的時間。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，OPN3在黑色素細(xì)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(tuán)隊(duì)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(dá)。Lang實(shí)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)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(jìn)一步研究，確定這一機(jī)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(jī)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(bǔ)充道：“不同區(qū)域中OPN3的功能可能存在共同的機(jī)制，但我們?nèi)栽趯ふ疫@一規(guī)律?！?/p>

此外，Lang表示：“當(dāng)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(jìn)一步探索?！?/p>

Oancea表示，飲食行為和體重的調(diào)節(jié)是一個極為復(fù)雜的過程。

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

參考文獻(xiàn)：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