Учёные из Института Карни по изучению мозга при Университете Брауна сделали важное открытие в области нейробиологии. В ходе исследования они обнаружили, что гипоталамус, отвечающий за множество жизненно важных функций, включая регуляцию температуры тела, чувство голода, половое влечение и сон, включает нейроны, экспрессирующие белок опсин 3 (OPN3). Это открытие может пролить свет на механизмы, регулирующие потребление пищи.
Исследование, опубликованное в PNAS, показало, что OPN3 играет ключевую роль в регуляции потребления пищи.
«Наши результаты раскрывают новый механизм, с помощью которого невидимый рецептор опсина OPN3 модулирует потребление пищи через рецептор меланокортина 4 (MC4R), который важен для энергетического баланса и пищевого поведения. Это открытие особенно важно, поскольку мутации в MC4R являются генетической причиной ожирения у людей», — отметила Елена Оанча, научный сотрудник в Институте Карни по изучению мозга и профессор медицинских наук в Университете Брауна.
Исследование проводилось под руководством Халы Хаддад, аспиранта и научного сотрудника в Brown, совместно с Еленой Оанчей и Ричардом Лэнгом. Они выяснили, что OPN3 функционирует вместе с MC4R и калиевым каналом Kir7.1 для регулирования клеточных сигналов и возбуждения нейронов в области, контролирующей энергетический баланс. Мыши с недостатком OPN3 ели меньше и были менее активны.
«Мы рады, что впервые получили клеточный механизм того, что OPN3 делает в мозге», — сказала Елена Оанча.
Елена Оанча исследовала OPN3 почти десять лет, начав с изучения его роли в пигментации, и разработала модель мыши для идентификации областей мозга, где этот белок экспрессируется. Исследователи из лаборатории Ричарда Ланга изучали OPN3 в жировой ткани и мозге, используя генетические инструменты мышей. Две исследовательские группы начали сотрудничать примерно в 2020 году.
Хотя результаты исследования дают важное представление о функции OPN3, необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, работает ли этот механизм в человеческом мозге. «Механизм и функция OPN3 в этой области гипоталамуса определены, но как этот рецептор работает в других областях мозга остаётся неясным. Мы всё ещё ищем общую парадигму для функционирования OPN3 в разных областях», — сказала Елена Оанча.
Ричард Лэнг отметил, что текущий анализ не решает вопрос о том, может ли OPN3 функционировать как датчик освещённости в мозге мыши. Это предстоит выяснить в будущих исследованиях.
Елена Оанча подчеркнула, что регулирование пищевого поведения и массы тела — сложный процесс, требующий более широкого понимания клеточных процессов.
Литература:
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