近幾十年來，肥胖癥迅速增加，影響了20多億人，使其成為全球健康狀況不佳的最大因素之一。盡管對飲食和運動療法進行了數(shù)十年的研究，但許多人仍在努力減肥。貝勒醫(yī)學(xué)院和合作機構(gòu)的研究人員現(xiàn)在認(rèn)為他們知道為什么，并表示我們必須將重點從肥胖治療轉(zhuǎn)向預(yù)防。
該團隊在“科學(xué)進展”雜志上報告說，早期大腦發(fā)育的分子機制可能是肥胖風(fēng)險的主要決定因素。以前對人類的大型研究暗示，與肥胖關(guān)系最強的基因在發(fā)育中的大腦中表達。目前對小鼠的研究集中在表觀遺傳發(fā)育上。表觀遺傳學(xué)是一種分子書簽系統(tǒng)，用于確定哪些基因?qū)⒂糜诨虿粚⒂糜诓煌募?xì)胞類型。
“數(shù)十年來對人類和動物模型的研究表明，發(fā)展關(guān)鍵時期的環(huán)境影響對健康和疾病具有重大的長期影響，”通訊作者，兒科營養(yǎng)學(xué)教授，美國農(nóng)業(yè)部貝勒兒童營養(yǎng)研究中心成員Robert Waterland博士說。“體重調(diào)節(jié)對這種'發(fā)育編程'非常敏感，但究竟是如何工作的仍然未知。
“在這項研究中，我們專注于一個稱為下丘腦弓形核的大腦區(qū)域，它是食物攝入，身體活動和代謝的主要調(diào)節(jié)器，”第一作者Harry MacKay博士說，他是沃特蘭實驗室的博士后助理，同時從事該項目。“我們發(fā)現(xiàn)，弧形核在產(chǎn)后早期經(jīng)歷了廣泛的表觀遺傳成熟。這個時期對體重調(diào)節(jié)的發(fā)育規(guī)劃也非常敏感，這表明這些影響可能是表觀遺傳成熟失調(diào)的結(jié)果。
該團隊對DNA甲基化(一個重要的表觀遺傳標(biāo)簽)和基因表達進行了全基因組分析，無論是在關(guān)閉出生后體重發(fā)育編程的關(guān)鍵窗口之前還是之后。“我們研究的最大優(yōu)勢之一是我們研究了兩大類腦細(xì)胞，神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，”MacKays說。“事實證明，這兩種細(xì)胞類型之間的表觀遺傳成熟非常不同。
“我們的研究是第一個比較男性和女性的表觀遺傳發(fā)育，”沃特蘭說。“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)廣泛的性別差異。事實上，就這些產(chǎn)后表觀遺傳變化而言，男性和女性之間的差異大于相似性。而且，許多變化在女性中比在男性中發(fā)生得更早，這表明女性在這方面是早熟的。
人際關(guān)系
當(dāng)研究人員將小鼠的表觀遺傳數(shù)據(jù)與來自大型全基因組關(guān)聯(lián)研究的人類數(shù)據(jù)進行比較時，最大的驚喜是篩選與肥胖相關(guān)的遺傳變異。在小鼠弓形核中靶向表觀遺傳成熟的基因組區(qū)域與與體重指數(shù)(肥胖指數(shù))相關(guān)的人類基因組區(qū)域強烈重疊。
“這些關(guān)聯(lián)表明，人類的肥胖風(fēng)險部分取決于弓形核的表觀遺傳發(fā)育，”MacKay說。“我們的研究結(jié)果提供了新的證據(jù)，表明發(fā)育表觀遺傳學(xué)可能涉及早期環(huán)境和遺傳對肥胖風(fēng)險的影響。因此，針對這些發(fā)展過程的預(yù)防工作可能是阻止全球肥胖流行的關(guān)鍵。
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