黑素皮質素受體(MC3R和MC4R)已被證實存在于包括下丘腦在內的多個大腦區域，是體重和能量穩態調節系統的關鍵組成部分。小鼠中MC4R的破壞和人類MC4R編碼區突變均可導致嚴重肥胖表型。另一種相對罕見的(2-4%)MC4R編碼區多態性已被報道用于預防肥胖。在最近的全基因組關聯研究(GWAS)中，MC4R基因附近常見的遺傳變異也與BMI、腰圍和胰島素抵抗相關。

黑素皮質素受體從POMC和AgRP神經元接收營養和代謝狀態的信息。雖然POMC衍生品如α - msh和betaMSH刺激黑素皮質素受體，AgRP是已知的天然拮抗劑。瘦素和胰島素激活POMC神經元，抑制AgRP神經元，這兩種激素都通過黑素皮質素受體參與調節體重和能量穩態，敲除MC4R導致瘦素和胰島素在大腦中的作用下降。

1. 激動劑

MC4R在體重調節中的顯著作用，主要通過誘導飽中樞減少攝食行為。中樞給予MCRs的激動劑可以誘導磷酸化的cAMP調空元件結合蛋白，刺激cAMP依賴的促腎上腺皮質素釋放激素(CRH)、促甲狀腺激素釋放激素(TRH)在室旁核神經元內分泌，而室旁核主要高表達MC4R，這些說明MC4R在類固醇激素和甲狀腺激素分泌的調節中起作用。

2. 拮抗劑

內源性拮抗劑如agouti蛋白、AgRP(agouti相關蛋白)由外周神經元細胞合成，agouti蛋白和AgRP已被證實能刺激小鼠攝食;另外SHU9119和神經肽Y(NPY)在體重調節中也發揮重要的上調作用。AgRP是黑皮質素系統調節的唯一內源性拮抗劑(尤其是拮抗MC3R和MC4R)，在轉基因小鼠中過度表達可導致肥胖;而腦室內直接注射AgRP，可明顯增進小鼠食欲[10]。在agouti基因位點自發突變的小鼠，agouti蛋白在腦內異位表達，拮抗MC4R的作用，導致多食及體重增加。

3. MC4R參與細胞內調節

GPCRs與配體結合后刺激細胞內Gs，活化腺苷酸環化酶(AC)，影響cAMP的含量。MC4R含有一個芳香族疏水基團和一個極性基團構成的復合結構，此結構可與特定的二肽單位匹配，激活MC4R。在α-MSH刺激下，重組MC4R基因轉染成功的HEK293細胞瞬間表達MC4R，用誘導cAMP的報道基因如熒火蟲熒光素酶檢測到cAMP的含量升高。而MC4R突變后，在突變體基因N-末端加上免疫抗原標記，用藥理性MC4R激動劑NDP-a-MSH或生理性激動劑α-和β-MSH.刺激HEK細胞，通過流式細胞儀進行動態觀察，檢測cAMP含量減少。突變MC4R表達的突變蛋白在細胞內停滯也會影響受體和激動劑的反應，這種突變蛋白也是引起肥胖發生的原因之一。

肥胖對社會的負面影響越來越受到重視，特別是在西方國家，肥胖成為影響健康的主要因素之一。為了治療肥胖，MC4R成為最有吸引力的靶位點之一。但是由肥胖引起的健康問題，也使肥胖成為醫學界的一大難題。尋找人類肥胖的遺傳背景成為預防和治療肥胖發生的重要內容。由于犬品種表型多樣性，使犬成為研究人類肥胖發生的動物模型。但目前對黑皮質素系統(MCR)如何在中樞神經系統中完成調節體重和攝食行為，知之甚少。為了更清楚的研究MC4R在攝食中的作用機制，以及生產特異性的MC4R激動劑來治療肥胖，應從MC4R基因入手，通過分子生物學的實驗方法和生物信息學的資料分析，全面了解其受體蛋白的結構和功能，并為最終全面揭示黑皮質素系統(MCR)在體重調節中的重要功能提供新的研究方向。