Science Advances新观点:肥胖是一种神经发育障碍

【字体: 时间:2022年09月30日 来源:Science Advances

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  一组研究人员报告称,早期大脑发育的分子机制可能是肥胖风险的主要决定因素。

  

近几十年来,肥胖人数迅速增加,影响了20多亿人,成为全球健康不良的最大原因之一。尽管对饮食和运动疗法进行了几十年的研究,许多人仍在努力减肥。贝勒医学院(Baylor College of Medicine)及其合作机构的研究人员现在认为他们知道了其中的原因,并表示我们必须将重点从肥胖治疗转向预防。

研究小组在《科学进展》杂志上报告称,生命早期大脑发育的分子机制可能是肥胖风险的主要决定因素。此前对人类的大规模研究表明,与肥胖最密切相关的基因在发育中的大脑中表达。目前对小鼠的研究集中在表观遗传发育上。表观遗传学是一种分子标记系统,它决定了哪些基因将或不将在不同的细胞类型中使用。

“数十年对人类和动物模型的研究表明,在发育的关键时期,环境的影响对健康和疾病有重大的长期影响,”通讯作者罗伯特·沃特兰博士说,“体重调节对这种‘发育程序’非常敏感,但具体是如何起作用的仍不清楚。”

“在这项研究中,我们关注的是一个叫做下丘脑弓状核的大脑区域,它是食物摄入、身体活动和新陈代谢的主要调节器,”第一作者哈利·麦凯博士说,“我们发现,弓状核在出生后早期经历了广泛的表观遗传成熟。这一时期对体重调节的发育程序也非常敏感,这表明这些影响可能是表观遗传成熟失调的结果。”

研究小组对DNA甲基化(一种重要的表观遗传标记)和基因表达进行了全基因组分析,包括出生后体重发育规划的关键窗口关闭前后的分析。“我们研究的最大优势之一是,我们研究了两大类脑细胞,神经元和神经胶质,事实证明,这两种细胞类型的表观遗传成熟非常不同。”

“我们的研究是第一个比较男性和女性表观遗传发育的研究,我们惊讶地发现了广泛的性别差异。事实上,就这些出生后的表观遗传变化而言,男性和女性的差异多于相似之处。而且,许多变化发生在女性身上比男性更早,这表明女性在这方面早熟。”

人类的连接

最令人惊讶的是,当研究人员将他们在小鼠身上的表观遗传数据与筛选与肥胖相关基因变异的大型全基因组关联研究中的人类数据进行比较时。小鼠弓形核中表观遗传成熟的基因组区域与人类与体重指数(肥胖指标)相关的基因组区域高度重叠。

麦凯说:“这些关联表明,人类的肥胖风险部分是由弓状核的表观遗传发育决定的。”“我们的研究结果提供了新的证据,表明发育表观遗传学可能与肥胖风险的早期环境和遗传影响有关。因此,针对这些发育过程的预防工作可能是阻止全球肥胖流行的关键。”

文章标题

Sex-specific epigenetic development in the mouse hypothalamic arcuate nucleus pinpoints human genomic regions associated with body mass index


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