黑素皮质素受体(MC3R和MC4R)已被证实存在于包括下丘脑在内的多个大脑区域，是体重和能量稳态调节系统的关键组成部分。小鼠中MC4R的破坏和人类MC4R编码区突变均可导致严重肥胖表型。另一种相对罕见的(2-4%)MC4R编码区多态性已被报道用于预防肥胖。在最近的全基因组关联研究(GWAS)中，MC4R基因附近常见的遗传变异也与BMI、腰围和胰岛素抵抗相关。

黑素皮质素受体从POMC和AgRP神经元接收营养和代谢状态的信息。虽然POMC衍生品如α - msh和betaMSH刺激黑素皮质素受体，AgRP是已知的天然拮抗剂。瘦素和胰岛素激活POMC神经元，抑制AgRP神经元，这两种激素都通过黑素皮质素受体参与调节体重和能量稳态，敲除MC4R导致瘦素和胰岛素在大脑中的作用下降。

1. 激动剂

MC4R在体重调节中的显著作用，主要通过诱导饱中枢减少摄食行为。中枢给予MCRs的激动剂可以诱导磷酸化的cAMP调空元件结合蛋白，刺激cAMP依赖的促肾上腺皮质素释放激素(CRH)、促甲状腺激素释放激素(TRH)在室旁核神经元内分泌，而室旁核主要高表达MC4R，这些说明MC4R在类固醇激素和甲状腺激素分泌的调节中起作用。

2. 拮抗剂

内源性拮抗剂如agouti蛋白、AgRP(agouti相关蛋白)由外周神经元细胞合成，agouti蛋白和AgRP已被证实能刺激小鼠摄食;另外SHU9119和神经肽Y(NPY)在体重调节中也发挥重要的上调作用。AgRP是黑皮质素系统调节的唯一内源性拮抗剂(尤其是拮抗MC3R和MC4R)，在转基因小鼠中过度表达可导致肥胖;而脑室内直接注射AgRP，可明显增进小鼠食欲[10]。在agouti基因位点自发突变的小鼠，agouti蛋白在脑内异位表达，拮抗MC4R的作用，导致多食及体重增加。

3. MC4R参与细胞内调节

GPCRs与配体结合后刺激细胞内Gs，活化腺苷酸环化酶(AC)，影响cAMP的含量。MC4R含有一个芳香族疏水基团和一个极性基团构成的复合结构，此结构可与特定的二肽单位匹配，激活MC4R。在α-MSH刺激下，重组MC4R基因转染成功的HEK293细胞瞬间表达MC4R，用诱导cAMP的报道基因如荧火虫荧光素酶检测到cAMP的含量升高。而MC4R突变后，在突变体基因N-末端加上免疫抗原标记，用药理性MC4R激动剂NDP-a-MSH或生理性激动剂α-和β-MSH.刺激HEK细胞，通过流式细胞仪进行动态观察，检测cAMP含量减少。突变MC4R表达的突变蛋白在细胞内停滞也会影响受体和激动剂的反应，这种突变蛋白也是引起肥胖发生的原因之一。

肥胖对社会的负面影响越来越受到重视，特别是在西方国家，肥胖成为影响健康的主要因素之一。为了治疗肥胖，MC4R成为最有吸引力的靶位点之一。但是由肥胖引起的健康问题，也使肥胖成为医学界的一大难题。寻找人类肥胖的遗传背景成为预防和治疗肥胖发生的重要内容。由于犬品种表型多样性，使犬成为研究人类肥胖发生的动物模型。但目前对黑皮质素系统(MCR)如何在中枢神经系统中完成调节体重和摄食行为，知之甚少。为了更清楚的研究MC4R在摄食中的作用机制，以及生产特异性的MC4R激动剂来治疗肥胖，应从MC4R基因入手，通过分子生物学的实验方法和生物信息学的资料分析，全面了解其受体蛋白的结构和功能，并为最终全面揭示黑皮质素系统(MCR)在体重调节中的重要功能提供新的研究方向。