科学家发现蛋白质OPN3在大脑中的作用，可能影响食物摄入

科学家们多年前发现，调节体温、饥饿、性欲、睡眠等生理功能的下丘脑中存在表达蛋白质OPN3（视蛋白3）的神经元。然而，关于这一光感受蛋白在大脑深处的具体作用一直不太清楚。

近日，发表在《PNAS》期刊上的一项研究揭示，OPN3在调节食物摄入方面发挥着重要作用。

“我们的研究结果揭示了一个机制，通过非视觉视蛋白受体OPN3通过黑色素皮质素4受体（MC4R）调节食物摄入，而MC4R在能量平衡和进食行为的调节中起着至关重要的作用，”布朗大学Carney脑科学研究所的医学科学教授Elena Oancea表示。“这一发现非常有趣，因为MC4R的功能丧失突变是已知的人类肥胖的遗传原因。”

该研究由Hala Haddad领导，Haddad在布朗大学攻读博士学位时开展了这项研究，后续在该校从事博士后研究，Oancea和辛辛那提儿童医院视觉系统组的Richard Lang教授为资深作者。

研究团队报告称，OPN3与MC4R和Kir7.1钾通道共同作用，调节特定的细胞信号以及调控能量平衡的关键区域的神经元放电。值得注意的是，当小鼠在这一部分下丘脑中缺失OPN3时，它们的食物摄入显著减少，且比对照组小鼠的活动量也较低。

“我们非常兴奋，终于首次揭示了OPN3在大脑中的细胞机制，”Oancea说道。

OPN3蛋白已成为Oancea实验室研究的重点，已有近十年的时间。研究团队发现，OPN3在黑色素细胞中也存在，并参与色素沉着。为了更好地了解该蛋白在大脑中的作用，研究团队还开发了小鼠模型，以识别其在大脑中特定区域的表达。Lang实验室的研究者们也一直在使用小鼠遗传工具，研究OPN3在脂肪组织和大脑中的作用。两个研究团队自2020年起开始合作。

尽管他们的发现为OPN3的功能提供了重要的见解，研究人员表示，仍需进一步研究，确定这一机制是否也在人体大脑中以类似的方式发挥作用。

Oancea指出：“虽然我们已经确定了OPN3在下丘脑这一区域的机制和功能，但这一受体在大脑其他区域的作用仍然不明。”她补充道：“不同区域中OPN3的功能可能存在共同的机制，但我们仍在寻找这一规律。”

此外，Lang表示：“当前的分析并未解决OPN3是否能够在小鼠大脑中作为光传感器发挥作用的问题，这仍需在未来的研究中进一步探索。”

Oancea表示，饮食行为和体重的调节是一个极为复杂的过程。

她说道：“要解决这些复杂问题，需要更全面地了解其中涉及的细胞过程。”

参考文献：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

编辑：王洪

排版：李丽