Ожирение быстро росло в последние десятилетия, затрагивая более 2 миллиардов человек, что делает его одним из крупнейших факторов ухудшения здоровья во всем мире. Несмотря на десятилетия исследований в области диеты и физических упражнений, многие люди продолжают бороться с лишним весом. Исследователи из Медицинского колледжа Бэйлора и сотрудничающих учреждений теперь думают, что знают почему, и говорят, что мы должны сместить акцент с лечения ожирения на профилактику.

Команда сообщает в журнале Science Advances, что молекулярные механизмы развития мозга в раннем возрасте, вероятно, являются основным фактором, определяющим риск ожирения. Предыдущие крупные исследования на людях показали, что гены, наиболее тесно связанные с ожирением, экспрессируются в развивающемся мозге. Это 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.

«Десятилетия исследований на людях и животных показали, что влияние окружающей среды в критические периоды развития оказывает серьезное долгосрочное влияние на здоровье и болезни», — сказал автор корреспондента доктор Роберт Уотерленд, профессор педиатрии-питания и член Исследовательский центр детского питания Министерства сельского хозяйства США в Бейлоре. «Регулирование массы тела очень чувствительно к такому «программированию развития», но как именно это работает, остается неизвестным».

«В этом исследовании мы сосредоточились на области мозга, называемой дугообразным ядром гипоталамуса, которая является основным регулятором приема пищи, физической активности и обмена веществ», — сказал первый автор доктор Гарри Маккей, который был постдокторским сотрудником в лаборатории Waterland. во время работы над проектом. «Мы обнаружили, что аркуатное ядро ​​подвергается экстенсивному эпигенетическому созреванию в течение ранней постнатальной жизни. Этот период также исключительно чувствителен к онтогенетическим программам регуляции массы тела, что позволяет предположить, что эти эффекты могут быть следствием нарушения регуляции эпигенетического созревания».

Команда провела полногеномный анализ как метилирования ДНК — важной эпигенетической метки, так и экспрессии генов, как до, так и после закрытия постнатального критического окна для программирования массы тела в процессе развития. «Одной из самых сильных сторон нашего исследования является то, что мы изучили два основных класса клеток головного мозга, нейроны и глия», — сказал Маккейс. «Оказывается, эпигенетическое созревание этих двух типов клеток сильно различается ».

«Наше исследование является первым, в котором сравнивается это эпигенетическое развитие у мужчин и женщин», — сказал Уотерленд. «Мы были удивлены, обнаружив обширные половые различия. На самом деле, с точки зрения этих постнатальных эпигенетических изменений, самцы и самки больше отличаются друг от друга, чем сходны. И многие изменения произошли у самок раньше, чем у самцов, что указывает на то, что самки не по годам развит в этом отношении».

Человеческая связь

Самым большим сюрпризом стало то, что исследователи сравнили свои эпигенетические данные на мышах с человеческими данными из крупных ассоциативных исследований по всему геному, которые отслеживают генетические варианты, связанные с ожирением. Геномные области, предназначенные для эпигенетического созревания в дугообразном ядре мыши, сильно перекрываются с человеческими геномными областями, связанными с индексом массы тела , показателем ожирения.

«Эти ассоциации предполагают, что риск ожирения у людей частично определяется эпигенетическим развитием дугообразного ядра», — сказал Маккей. «Наши результаты предоставляют новые доказательства того, что эпигенетика развития, вероятно, связана как с ранним влиянием окружающей среды, так и с генетическим влиянием на риск ожирения. Соответственно, усилия по профилактике, направленные на эти процессы развития, могут стать ключом к остановке всемирной эпидемии ожирения».