Епігенетика ожиріння - ендокринні новини
Ожиріння, здається, змінює генетичну експресію таким чином, що сприяє розвитку діабету та інших захворювань - змін, які можуть навіть передатися наступному поколінню.
Дослідники починають розкривати складну взаємодію між ожирінням та його захворюваністю, розглядаючи зміни, які, як видається, спричиняють експресію генів. Поле епігенетики, що зароджується, з’ясовує основні механізми - і епігенетичні препарати, які вже використовуються для лікування раку, сподіваються, що подібні препарати можна знайти при ожирінні та діабеті.
Гени контролюють фенотип організму, але зовнішні сили можуть вмикати і вимикати гени. "Епігенетичні механізми контролюють роботу генів", - говорить Ребекка А. Сіммонс, доктор медичних наук, професор педіатрії з Університету Пенсільванії, Філадельфія.
Виробництво інсуліну є яскравою ілюстрацією цієї ідеї, говорить Шарлотта Лінг, доктор філософії, професор Лундського центру діабету в Швеції. Кожна клітина містить однакову послідовність ДНК, тому кожна клітина містить ген для виробництва інсуліну. «Проте інсулін експресується лише в одному типі клітин у всьому тілі, в бета-клітинах підшлункової залози. Тілу потрібен якийсь інструмент для регулювання, в якій клітині і коли щось буде експресуватися, і він може використовувати епігенетичні модифікації для контролю такого виду експресії генів, специфічних для клітин », - говорить Лінг.
• Ожиріння пов'язане з несприятливими змінами в епігеномі - багатьох сполуках, які підказують геному, що робити.
• Збільшення ваги може призвести до змін у експресії генів, які сприяють розвитку діабету 2 типу, тоді як дієта та фізичні вправи можуть призвести до корисних метаболічних змін.
• Епігенетичні препарати вже використовуються при лікуванні раку і можуть слугувати зразком для лікування ожиріння та супутніх захворювань.
Область епігенетики настільки нова, що навіть визначення не змінюється. Цей термін був введений для позначення спадкових змін, які відбуваються в експресії генів без зміни основної послідовності ДНК, але з тих пір був розширений, включаючи інші зміни в експресії генів, особливо ті, що переживають реплікацію клітин. В основному, хімічні мітки або мітки можуть бути прикріплені до ДНК, що впливає на її експресію, і мітки можуть передаватися майбутнім поколінням.
Одним з основних епігенетичних механізмів, на який звертають увагу, особливо стосовно ожиріння та діабету, є метилювання ДНК. При метилюванні ДНК молекули метилу зв’язуються з ДНК, як правило, з цитозином. Метилювання, як правило, пригнічує експресію генів, тому однакові гени з різними моделями метилювання експресують по-різному. Дослідники намагаються нанести на карту цю частину епігеному «метилому», щоб зрозуміти, які зміни відбулися.
Картування метилому
Група дослідників із США, Великобританії та Швеції порівняла ожирених та худорлявих мишей та виявила кілька сотень регіонів, де структури метилювання відрізнялися. Коли дослідники порівнювали жирові клітини людей із ожирінням та худими, вони виявили однакову різницю. "Мишей та людей розділяє 50 мільйонів років еволюції, тому цікаво, що ожиріння спричиняє подібні епігенетичні зміни до подібних генів обох видів", - говорить провідний автор дослідження Ендрю Файнберг, доктор медичних наук, директор Центру епігенетики в Школа медицини університету Джона Хопкінса, Балтимор, штат Массачусетс.
Дослідники виявили, що багато епігенетичних змін, пов'язаних із ожирінням, впливають на гени, які, як відомо, підвищують ризик діабету. Вони також порівняли зразки до та після зразків пацієнтів із ожирінням, які перенесли шлунковий шунтування, і виявили, що багато моделей ожиріння типу ожиріння повернулися до худих типів.
"Мишей і людей розділяє 50 мільйонів років еволюції, тому цікаво, що ожиріння викликає подібні епігенетичні зміни до подібних генів обох видів". - Ендрю Файнберг, доктор медичних наук, лікар медичних наук, директор Центру епігенетики, Медична школа Університету Джона Хопкінса, Балтімор, штат Массачусетс.
Лінг та її команда порівняли метилом на островах підшлункової залози здорових людей та пацієнтів із діабетом 2 типу. Аналіз виявив епігенетичні зміни приблизно в 800 генах у людей з діабетом 2 типу. Більше 100 з цих генів мали змінену експресію, багато з них таким чином, що могли сприяти зменшенню вироблення інсуліну.
В іншому дослідженні Лінг та його колеги розглядали схеми метилювання 14 пар однояйцевих близнюків, однієї здорової та однієї з діабетом 2 типу. Хоча вони виявили, що у близнюків загалом подібні схеми метилювання, у близнюків із діабетом гени, що беруть участь у запаленні, були регульовані, а ті, хто брав участь у метаболізмі жиру та глюкози, були знижені. Дослідники вважають, що відмінності зумовлені способом життя.