Ожирение нарушает развитие нервной системы
По мнению ученых из Медицинского колледжа Бейлора и сотрудничающих учреждений, молекулярные механизмы развития мозга в раннем возрасте, вероятно, являются основным фактором, определяющим риск ожирения. Результаты были представлены в статье «Эпигенетическое развитие, зависящее от пола, в дугообразном ядре гипоталамуса мыши определяет области генома человека, связанные с индексом массы тела», Science Advances.
Десятилетия исследований на людях и животных моделях показали, что влияние окружающей среды в критические периоды развития оказывает серьезное долгосрочное воздействие на здоровье и болезни. Регулирование массы тела очень чувствительно к такому «программированию развития», но как именно это работает, остается неизвестным.
Предыдущие крупные исследования на людях показали, что гены, которые наиболее сильно связаны с ожирением, экспрессируются в развивающемся мозге. Текущее исследование на мышах было сосредоточено на эпигенетическом развитии.
Эпигенетика — это система молекулярных закладок, которая определяет, какие гены будут или не будут использоваться в разных типах клеток.
В этом исследовании ученые сосредоточились на области мозга, называемой дугообразным ядром гипоталамуса, которое является главным регулятором потребления пищи, физической активности и обмена веществ. Они обнаружили, что дугообразное ядро подвергается обширному эпигенетическому созреванию в раннем послеродовом периоде. Этот период также чрезвычайно чувствителен к программированию регуляции массы тела в процессе развития, что позволяет предположить, что эти эффекты могут быть следствием нарушения регуляции эпигенетического созревания.
Команда провела общегеномный анализ как метилирования ДНК — важного эпигенетического признака, так и экспрессии генов, как до, так и после закрытия послеродового критического окна для программирования веса тела в процессе развития.
Одной из самых сильных сторон исследования является то, что ученые изучили два основных класса клеток головного мозга: нейроны и глию. Оказывается, эпигенетическое созревание этих двух типов клеток сильно отличается.
«Мы были удивлены, обнаружив значительные половые различия. Фактически, с точки зрения этих послеродовых эпигенетических изменений, мужчины и женщины больше отличаются, чем похожи. И многие изменения произошли раньше у женщин, чем у мужчин, что указывает на то, что женщины не по годам развиты в этом отношении «.
Самым большим сюрпризом стало то, что исследователи сравнили свои эпигенетические данные на мышах с данными человека из крупных общегеномных исследований ассоциаций, которые выявляют генетические варианты, связанные с ожирением. Области генома, предназначенные для эпигенетического созревания в дугообразном ядре мыши, сильно перекрываются с областями генома человека, связанными с индексом массы тела.
Эти ассоциации предполагают, что риск ожирения у людей частично определяется эпигенетическим развитием в дугообразном ядре. Результаты исследования предоставляют новые доказательства того, что эпигенетика развития, вероятно, участвует как в ранних экологических, так и в генетических влияниях на риск ожирения. Соответственно, усилия по профилактике, направленные на эти процессы развития, могут стать ключом к остановке всемирной эпидемии ожирения.
