布朗大学和辛辛那提儿童医院的研究人员发现，抑制大脑中的视蛋白3（OPN3）会使小鼠吃得更少，这一发现引发了关于调节人类新陈代谢机制的新问题。
【普罗维登斯，罗德岛】——科学家们多年前就发现，下丘脑——负责管理体温、饥饿感、性欲、睡眠等功能的区域——包含表达视蛋白3（OPN3）的神经元。然而，这种光敏感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·奥安恰（Elena Oancea）表示。“这一发现令人感兴趣，因为MC4R的功能丧失突变是已知的人类肥胖遗传原因之一。”
该研究由Hala Haddad领导，她在布朗大学攻读博士学位并担任博士后研究员期间进行了这项研究，资深作者包括奥安恰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共同作用，调节关键区域的能量平衡控制信号和神经元放电。值得注意的是，当小鼠被设计为缺乏下丘脑中该部分的OPN3时，它们比对照组小鼠吃得显著更少，活动也较少。
“我们非常兴奋，首次揭示了OPN3在大脑中的细胞机制，”奥安恰说。
表达OPN3的神经元（绿色）位于下丘脑室旁核。图片由乔纳森·梅尔卡多-雷耶斯（Jonathan Mercado-Reyes）提供。
视蛋白3一直是奥安恰实验室近十年来的研究焦点，研究团队发现它存在于黑色素细胞中，在色素沉着中发挥作用，并开发了一种小鼠模型来确定这种蛋白质在大脑中表达的具体区域。朗实验室的研究人员也在脂肪组织和大脑中研究OPN3，主要使用小鼠遗传学工具。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该机制是否在人类大脑中以相似方式运作。
“虽然我们在下丘脑的这一区域确定了OPN3的机制和功能，但它在大脑其他区域的作用仍然未知，”奥安恰说。“必须存在一个适用于不同区域的OPN3功能的共同范式，我们仍在寻找。”
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。”
奥安恰表示，进食行为和体重的调节极其复杂。
“要解决这些复杂问题，需要更广泛地了解相关细胞过程，”她说。
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