原黑皮素（POMC）编码几种黑皮素肽，在下丘脑弓状核的神经元中表达，这些神经元被热量平衡的关键激素信号瘦素和胰岛素所激活。这些激素还对释放黑皮素受体拮抗剂agouti相关肽（AgRP）的神经元的活动进行负向调节。

已有的研究显示，α-黑色素细胞刺激素（α-MSH）和β-MSH对褪黑素受体MC4R的作用是正常控制食物摄入和能量消耗所必需的。缺乏MC4R的人类（和小鼠）容易发生肥胖和高血脂，并且基础能量消耗有所减少。然而，他们的早期线性生长正常，甚至加速，青春期发育也没有迟缓，这两者都会因热量剥夺或瘦素缺乏而受损。这表明，要么POMC衍生的肽不负责向这些特定的下游过程传递营养信号，要么有不同的黑皮素受体参与。

MC3R是唯一一个主要在大脑中表达的其他褪黑素受体。据报道，缺乏Mc3r的小鼠生殖发育、生育能力正常，食物摄入量没有变化，但身体成分发生改变，脂肪比例高，线性生长受损。人类全基因组关联研究（GWAS）已经确定了MC3R附近的常见变体，这些变体与成年身高和初潮年龄都有关联。虽然在人类中已经报道了MC3R中罕见的功能受损的杂合变体，可能与身高和肥胖有关，但目前为止没有报道一致的表型。

最近，研究人员通过寻找导致受体功能损害的自然发生的突变，以及研究与相关人类表型的关系，来确定MC3R在人类生理学中的作用。

MC3R的非同义变体及与表型的关系

研究人员发现，褪黑素受体MC3R可以调节个体性成熟的时间、线性增长的速度和瘦体重的累积，这些都是对能量敏感的过程。研究人员还发现，携带MC3R功能缺失突变的人类，包括一个罕见的同源个体，其青春期的开始时间较晚。这与以前在小鼠身上的发现一致，他们的线性生长、瘦肉和循环中的IGF1水平也有下降。

缺乏Mc3r的小鼠性成熟延迟，生殖周期长度对营养干扰不敏感。Mc3r的表达在控制生殖和生长的下丘脑神经元中富集，并且在出生后的发育过程中表达增加，其方式与性成熟的调节作用一致。

因此，这些研究结果表明，机体通过MC4R的信号控制热量的获取和保留，而通过MC3R的信号调节热量在生长、肌肉和性成熟时间中的分配，从而形成了中央黑皮素途径的营养感应分岔模型。

原始出处：

B. Y. H. Lam et al. MC3R links nutritional state to childhood growth and the timing of puberty

. Nature (2021).