אצל אנשים הנושאים מוטציות של אובדן תפקוד בגן שנקרא MC3R, גיל ההתבגרות חל מאוחר יותר, לפי מחקר שנערך על ידי חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג' בבריטניה. במחקר בו השתתפו למעלה מ-800 נשים שנושאות מוטציה בגן MC3R , נמצא שהגיל בהן קיבלו מחזור חודשי לראשונה היה מאוחר בממוצע ב-4.7 חודשים בהשוואה לנשים שאינן נושאות מוטציה בגן זה, כך דווח במאמר שפרסמו החוקרים בכתב העת Nature.
בנוסף, מוטציות בגן MC3R אצל גברים קשורות לשינוי קול בגיל מאוחר יותר, למשקל גוף נמוך ומבנה גוף רזה יותר, וכן לרמות נמוכות יותר של גורם גדילה דמוי אינסולין 1 (IGF1) שתפקידו לווסת את הורמון הגדילה ואת תחילת ההתבגרות, ציינו החוקרים. הקולטן MC3 הוא חלק מקבוצת קולטנים במוח השולטת בגדילה ובתזונה. הקולטן MC4, שדומה לקולטן MC3, נחקר רבות בהקשרים של השמנת יתר, מכיוון שהוא שולט בתיאבון ובשימוש באנרגיה.
במהלך השנים, ילדים מתחילים את גיל ההתבגרות מוקדם יותר. מחקר אחד משנת 2020 העריך שבנות מתחילות את גיל ההתבגרות שנה שלמה מוקדם יותר מאשר בנות בשנות ה-70. מחקרים קודמים קישרו בין התחלה מוקדמת יותר של ההתבגרות לעלייה במשקל הגוף ואכילת יתר. המחקר הנוכחי מספק הסבר גנטי למגמה זו, על ידי גילוי תפקיד נוסף של גן MC3R בהיפותלמוס, ומאפשר הבנה טובה יותר של המנגנונים המרכזיים המעורבים במגמות העולמיות של תחילת ההתפתחות המינית בגילאים צעירים יותר שנצפו בעשורים האחרונים.
מחברי המחקר ציינו שלתוצאות המחקר יכולים להיות גם יישומים קליניים, ושניתוח של הגן MC3R צריך להיות לחלק מהניתוח הגנטי השגרתי של חולים הסובלים מהתבגרות מאוחרת, קומה נמוכה ורמות נמוכות של IGF1. לטענתם, אגוניסטים של MC3R יכולים לסייע לחלק מהחולים עם התבגרות מאוחרת ו/או קומה נמוכה, וגם בסרקופניה, מצב שבו מסת גוף נמוכה, כולל מסת שרירים נמוכה, גורמת לנכות והפרעות כרוניות שונות.
החוקרים השתמשו במסד נתונים של 200,000 איש מבריטניה. 0.82% נשאו מוטציה בגן MC3R שגורמת לו לחוסר תפקוד. הם בודדו שלוש גרסאות של הגן שהיו קשורות לעיכוב בהופעת סימני התבגרות אצל נשים וגברים. אחת מהווריאציות – p.F45S – הייתה קשורה לעיכוב של 5.16 חודשים בגיל שבו החל המחזור החודשי, וזוהי ההשפעה הגדולה ביותר על תזמון ההתבגרות הקשורה לווריאציה בודדת בגן יחיד שנמצאה עד עכשיו.
לאחר מכן סרקו החוקרים מאגר מידע נוסף של הורים וילדים ,שעוקב אחר כמעט 6,000 משתתפים. במאגר זה זוהו רק שישה אנשים עם מוטציות הטרוזיגוטיות בגן MC3R (כלומר, רק אחד מעותקי הגן היה פגום) ולא נצפה אצלם עיכוב משמעותי בהתחלת גיל ההתבגרות.
במאגר נתונים של שמוצאם מדרום אסיה החיים באנגליה, זוהה גבר בנגלדשי עם מוטציה הומוזיגוטית (כלומר, שני עותקי הגן פגומים). הוא דיווח שגיל ההתבגרות אצלו התחיל מאוחר מאוד, בשנות ה-20 המוקדמות לחייו. הוא היה נמוך, כמעט שלוש סטיות תקן מתחת לגובה הממוצע של ארגון הבריאות העולמי, יחס גובה הישיבה שלו היה מתחת לטווח הנורמלי עבור אנשים מדרום אסיה, והיו לו גם רמות מופחתות של IGF1.
החוקרים תיקפו את הממצאים שלהם באמצעות עכברים שפגעו בגן MC3R שלהם. הם הציגו עיכוב של יומיים בהתחלת ההתבגרות המינית בהשוואה לעכברים רגילים. כאשר שתי קבוצות העכברים היו בתנאי צום, מחזור הרבייה של העכברים עם הפגיעה בגן לא הושפעו, בעוד שמחזור הייחום בעכברים עם הגן התקין היה ארוך פי שניים.
העובדה שהצום לא השפיע על מחזור הרבייה של העכברים חסרי MC3R והעובדה שההתבגרות המינית שלהם מתעכבת מצביעה על שימור התפקוד הביולוגי של גן זה בין מינים, כתבו החוקרים. למרות שהנתונים הללו אינם יכולים לאשש תפקיד סיבתי לגן MC3R בהתבגרות ובגדילה, הם תומכים בתפקיד פוטנציאלי לקולטן זה בוויסות הופעת ההתבגרות, צמיחת הגוף ורמות IGF1 בגוף, סיכמו החוקרים.
