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Cell发现表观遗传学肥胖开关
发布时间:2016-01-29]  阅读次数:419次

来源:分析测试百科网

  世界就是这么不公平,有些人喝凉水都发胖,有些人怎么吃也胖不了。近年来科学家们发现,个体的肥胖倾向是由基因决定的。然而Cell杂志发表的一项最新研究表明,表观遗传学调控也在其中起到了关键作用。

  Max Planck研究所的J. Andrew Pospisilik领导团队对遗传背景完全相同的小鼠和人类双胞胎进行了研究。他们发现,一个表观遗传学开关能够影响体重控制基因,在遗传背景相同的群体中催生或瘦或胖的个体。

  2010年Genome Biology杂志发表的一项研究显示,遗传背景完全相同的Trim28突变小鼠,体重表现出高度的变异性。这说明Trim28触发了会引起个体肥胖差异的表观遗传学改变。

  Pospisilik及其同事在这项研究中构建了大量遗传背景完全相同的Trim28缺陷型小鼠,并为它们提供了完全相同的环境条件。结果这些小鼠形成了体重相差很大的两个群体。Trim28缺陷型肥胖小鼠的一些印记基因存在表达异常。这些印记基因受到表观遗传学调控,主要影响生长和体重,比如Nnat和Peg3。

  随后研究人员检测了一些儿童的脂肪组织,分析了同卵双胞胎的相关数据。研究显示,具有Trim28缺陷的肥胖儿童与Trim28缺陷型肥胖小鼠表现出相同的表观遗传学改变。此外,同卵双胞胎中较胖的一人表现出更低的TRIM28水平,控制其体重的印记基因活性较弱。

  这项研究首次向人们证明,非遗传多型性(polyphenism)也存在于哺乳动物中。非遗传多型性是基因型相同但表型明显不同的一种现象,蜜蜂就是一个典型的例子。研究人员指出,表观遗传学开关能在不改变DNA的情况下生成不同表型,这很可能是一种进化上的优势。Pospisilik将继续探索表观遗传学改变引起个体性状差异(比如肥胖)的分子机制。鉴于Trim28 缺陷也会提高小鼠的癌症和焦虑风险,研究人员还会进一步研究这个蛋白的功能。

  这项研究为表观遗传学疗法带来了新的启示,有重要的临床意义。有些疾病可能完全是表观遗传学开关驱动的,“我们下一个目标是,通过干预饮食、减轻压力或者表观遗传学药物控制这样的开关,希望能永久扭转整个系统,”Pospisilik说。

  2014年03月,Nature发表的一项研究揭示了潜在的“肥胖基因”。人们一直认为FTO突变是人类肥胖中最强大的风险因子,但并不清楚这其中的具体机制。研究人员发现,FTO内部的一些肥胖相关元件与基因组上的一个远端基因IRX3发生了互作,IRX3似乎是一个功能性的肥胖基因。FTO基因自身似乎只对肥胖产生周边效应。

  2015年8月英属哥伦比亚大学的科学家们在Nature Communications杂志上发表文章,展示了另一个重要的肥胖基因——14-3-3zeta的编码基因。机体每一个细胞都拥有 14-3-3zeta,沉默其编码基因能使小鼠的白色脂肪减少一半。14-3-3zeta蛋白水平较高的小鼠体型明显更胖,其白色脂肪比高热量饮食的小鼠还多22%。这项研究揭示了14-3-3zeta与脂肪生成的直接关联,为人们开辟了治疗肥胖症的新途径。研究人员指出,抑制这个基因或者阻断这个蛋白,可以阻止脂肪积累,防止个体发生超重。

  2014年12月,Salk生物研究所的科学家们在Cell Metabolism杂志上连发两篇文章。他们发现,限制进食8-12小时比时不时吃点东西要好得多。这种限时进食(time-restricted eating)有助于预防甚至逆转肥胖症和二型糖尿病。就算周末偶尔“放纵”一下,也不会抵消限时进食带来的好处。

  第一篇文章指出,当小鼠摄取多种高脂和高糖食物时,限时进食能够有效预防代谢疾病的发生,而且这一效果与禁食时间的长度成正比。也就是说,进食间隔越长越不容易肥胖,二型糖尿病的患病风险也比较低。第二篇文章指出,肠道微生物组处于高度动态之中,其细菌组成每天会出现周期性的波动。饮食引起的肥胖扰乱了这种周期性波动,而限时进食可以一定程度上恢复微生物组的正常波动。


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