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孩子生长速度由什么决定？Nature最新研究指出大脑中有一种蛋白质能做主

时间：2021-11-05 00:00:00 来源：网络整理

科学家已经确定了大脑中的一种蛋白质是如何利用身体能量平衡的信息来调节儿童的生长速度和青春期的开始的。

这项研究计划于11月3日发表在《自然》(Nature)杂志上，研究重点是黑素皮质激素3受体(MC3R)，这是一种蛋白质家族的成员，长期以来，人们一直认为它在新陈代谢和能量平衡中发挥着重要作用。

密歇根大学的生理学家Roger Cone和他的同事们在20多年前发现了MC3R基因，并证明了缺乏这种蛋白质的小鼠线性生长减少。Cone研究小组发表的后续研究也表明，这种受体在调节生殖和能量状态之间的相互作用中发挥了作用，包括怀孕期间进食增加和体重增加。

现在，由剑桥大学代谢科学研究所的Stephen O'Rahilly领导的一个国际科学家团队首次揭示了MC3R的缺陷是如何转化到人类身上的——其结果与在小鼠身上的发现惊人地相似。

O'Rahilly团队报告了第一个在MC3R基因的两个拷贝中都发生突变的人，这使得他的MC3R失去了功能。这种病例极其罕见，可能发生在十亿人中只有一人。这个个体表现出的表型或生理特征与没有MC3R的小鼠几乎相同。

利用来自英国生物库和儿童纵向研究的数据，该团队分析了志愿者中MC3R编码基因的一个副本发生突变的表型。与没有MC3R突变的人相比，这些人显示出更矮的身高和更少的瘦体重（lean mass）。

“在黑素皮质激素方面，我们在小鼠身上观察到的每一种表型最终都被发现在人类身上复制，”Cone说，“动物模型和人类之间的直接联系并不总是如此。但这项研究表明，在研究与黑素皮质激素受体相关的人类综合症方面，小鼠是一个近乎完美的模型。”

此外，O'Rahilly在MC3R突变的人群中发现了一种新的表型：在缺乏MC3R的患者中，青春期开始的时间有长时间的延迟，而在英国生物银行的志愿者中，只有一个基因的副本发生了突变。由于只发现了一个患者的MC3R基因的两个副本丢失，研究人员也使用了小鼠基因敲除模型来证实和进一步了解这一发现。

由Cone实验室和范德比尔特医学院的合作者Richard simely生成的新数据发表在这项最新研究中，证实了这种效应，并认为MC3R在向生殖轴传达营养剥夺方面发挥了作用。

当小鼠禁食24小时后，MC3R检测到体内能量储存不足，并将信息传递给大脑中负责调节生殖周期的部分。在正常小鼠中，生殖周期停止，直到能量储备恢复正常，即禁食后。然而，在没有MC3R的小鼠中，禁食后生殖轴没有变化，这表明关于能量平衡的交流已经停止。

“这些类型的实验让我们对人体的代谢和生殖途径有了重要的新认识，但显然它们不能在人类身上进行，”Cone说，“这项研究说明了动物模型在研究生理学基础方面的关键作用，这些基础研究可以转化用于人类健康和疾病研究。”

原文检索：

MC3R links nutritional state to childhood growth and the timing of puberty


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