Ожирение резко возросло за последние десятилетия, затронув уже более 2 миллиардов человек, что делает его одной из основных причин плохого состояния здоровья в мире. Несмотря на десятилетия исследований диеты и физических упражнений, многие люди по-прежнему имеют избыточный вес. Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора и сотрудничающих с ними учреждений заявили, что знают почему так происходит и утверждают о необходимости сместить акцент с лечения ожирения на профилактику ожирения.
Команда ученых, результаты работы которой были опубликованы в журнале Science Advances, считает что молекулярные механизмы раннего развития мозга могут быть важной детерминантой риска ожирения. Предыдущие крупные исследования на людях показали, что гены, наиболее тесно связанные с ожирением, экспрессируются в развивающемся мозге. Текущее исследование мышей фокусируется на эпигенетическом развитии. Эпигенетика — это система молекулярного картирования, которая определяет, какие гены будут или не будут использоваться в различных типах клеток.
«Десятилетия исследований на людях и животных показали, что влияние окружающей среды в критические периоды развития имеет важные долгосрочные последствия для здоровья и болезней», — сказал доктор Роберт Уотерленд, профессор детского питания и член Исследовательского центра детского питания Министерства сельского хозяйства США в Бейлоре. «Контроль веса очень чувствителен к этому эволюционному программированию, но мы точно не знаем, как оно работает».
«В этом исследовании мы сосредоточились на области мозга, называемой дугообразным ядром гипоталамуса, которая является основным регулятором приема пищи, физических упражнений и обмена веществ», — сказал ведущий автор доктор Гарри Маккей, доктор философии в Уотерленде. «Мы обнаружили, что дугообразное ядро претерпевает значительное эпигенетическое созревание в раннем послеродовом периоде. Этот период также чрезвычайно чувствителен к программам регуляции веса в процессе развития, что позволяет предположить, что эти эффекты могут быть связаны с нарушением регуляции эпигенетического созревания».
Команда провела полногеномный анализ метилирования ДНК, важного эпигенетического маркера и экспрессии генов, до и после закрытия постнатального окна, необходимого для программирования развития массы тела. «Одной из сильных сторон нашего исследования является то, что мы рассмотрели два основных класса клеток головного мозга, нейроны и глия», — сказал Маккейс. «Оказывается, эпигенетическое созревание этих двух типов клеток совершенно различно».
«Наше исследование является первым, в котором сравнивается это эпигенетическое развитие у мужчин и женщин», — сказал Уотерленд. «Мы были удивлены, увидев большие гендерные различия. Принимая во внимание эти постнатальные эпигенетические изменения, мужчины и женщины на самом деле больше отличаются, чем похожи. Многие изменения появились у женщин раньше, чем у мужчин, что позволяет предположить, что женщины эволюционировали в этом отношении слишком рано».
Самым большим сюрпризом стало то, что исследователи сравнили свои эпигенетические данные на мышах с человеческими данными из крупных полногеномных ассоциативных исследований, которые отслеживают генетические варианты, связанные с ожирением. Геномные области эпигенетического созревания в дугообразном ядре мышей в значительной степени перекрываются с геномными областями индекса массы тела человека, показателя ожирения.
«Эти ассоциации предполагают, что риск ожирения у людей частично определяется эпигенетическим развитием аркуатного ядра», — сказал Маккей. «Наши результаты предоставляют новые доказательства того, что эпигенетика развития, вероятно, связана с ранним влиянием окружающей среды и генетических факторов на риск ожирения. Таким образом, профилактические меры, направленные на эти процессы развития, могут иметь ключевое значение для остановки эпидемии ожирения».
