Книга Эпигенетика. Управляй своими генами - Михаил Гаврилов
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
При общегеномном анализе метилирования ДНК другие авторы обнаружили значительные различия в метилировании между преадипоцитами (незрелыми клетками жировой ткани) человека и зрелыми адипоцитами (Зу и др., 2012).
Некоторые исследования показали изменения в метилировании ДНК в жировой ткани и связали эти изменения с ожирением или сопутствующими заболеваниями, связанными с ожирением. Например, Келлер и др. (2014) обнаружили доказательства того, что глобальные уровни метилирования ДНК в жировой ткани были связаны с распределением жира и гомеостазом глюкозы.
В другом исследовании сообщалось о различиях в паттерне метилирования ДНК между инсулинорезистентными и инсулинчувствительными лицами с ожирением (Крузерас и др., 2016). Необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить, действительно ли эти изменения в паттернах метилирования ДНК имеют отношение к фенотипу ожирения и могут ли они представлять собой будущие мишени для терапевтического вмешательства.
В одном исследовании было показано, что определенная постоянная физическая нагрузка в течение полугода влияет на геномную картину метилирования ДНК в жировой ткани человека, потенциально влияя на метаболизм адипоцитов и в последнем случае – на ожирение (Рен и др., 2013).
Самая актуальная тема в эпигенетических исследованиях ожирения – это связь между воздействием в раннем возрасте (во время беременности или младенческом) и результатами во взрослой жизни. Это было показано в нескольких исследованиях (Эрнандес Агильера и др., 2016; Гилберг и др., 2016; Наварро и др., 2016).
Недавнее исследование связало ожирение у мужчин с эпигенетическими изменениями в сперме, которые могут повлиять на будущее потомство (Соубри и др., 2013). Было также показано, что изменения в метилировании гена HIF3A до рождения связаны с ожирением, с возможным эффектом на более поздних стадиях жизни (Пан и др., 2015).
В ряде исследований также сообщалось о значительных изменениях в паттернах метилирования ДНК, связанных с ожирением у родителей, которые затем также наблюдались у потомства (Соубри и др., 2013).
Напомним, что различные типы модификаций гистонов, такие как ацетилирование, метилирование или фосфорилирование и др., могут влиять на процесс транскрипции и экспрессию генов.
Существует недостаток исследований, касающихся модификации гистонов в контексте ожирения человека. Доступные данные получены в результате исследований на животных моделях, особенно мышей, где несколько модификаций гистонов были связаны с ожирением, кормлением или физическими упражнениями (Татеши и др., 2009; Уитли и др., 2011).
Другие исследования были сосредоточены на роли гистоновых модификаций в дифференцировке клеток. Например, несколько сигналов ацетилирования было обнаружено в H3K56ас[16] в адипоцитах человека (Ло и др., 2011), а в другом исследовании было найдено несколько модификаций гистонов в процессе адипогенеза, что позволяет предположить важную роль в регуляции транскрипционной сети во время этого процесса (Жанг и др., 2012).
Лишь недавно некоторые исследования связали эпигенетические изменения в гистонах с повышенным риском развития ожирения или заболеваний, связанных с ним. Установлено, что метилирование гистона никотинамида N-метилтрансферазы (NNMT)[17] в сыворотке крови положительно коррелировало с ИМТ и окружностью талии (чем больше вес и окружность талии, тем более выражен процесс метилирования гистонов) и отрицательно коррелировало с липопротеидами высокой плотности (ЛПВП – «хороший» холестерин) (Лиу и др., 2016).
В последние годы ряд исследований указывают на важную роль микроРНК (миРНК) в адипогенезе (образовании жировых клеток), стимулирующую или подавляющую дифференцировку адипоцитов и регулирующую специфические метаболические и эндокринные функции. Было обнаружено, что некоторые миРНК изменяются на разных стадиях дифференцировки адипоцитов и участвуют в регуляции важных для этого процесса генов (Арнер и Кулит, 2015).
Другой тип исследований был сосредоточен на уровнях миРНК в контексте фенотипа ожирения. Например, Механна и др. (2015) обнаружили, что c-аллель miRNA146a rs2910164 показал положительную связь с повышенной предрасположенностью к метаболическому синдрому (связанным с ожирением сахарному диабету 2-го типа, атеросклерозу, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни). Используя данные исследований экспрессии генов, Ли и др. (2015) выявили в общей сложности 16 микроРНК, которые показали значительно различающуюся экспрессию у людей с ожирением по сравнению с людьми без ожирения.
Meерсон и др. (2013) обнаружили, что уровни экспрессии miR-221 были положительно коррелированы с ИМТ (особенно у женщин) и концентрацией инсулина натощак, в то время как уровни miR-193a-3p и miR-193b-5p были отрицательно коррелированы с ИМТ. Другое исследование показало, что экспрессия miR-802 повышается в печени у полных людей (Koрнфилд и др., 2013).
Напомним, что микроРНК способствуют регуляции экспрессии генов на посттранскрипционном уровне, что приводит к их глушению посредством остановки трансляции или деградации мишени.
Некоторые эпидемиологические исследования показывают, что здоровье и болезни взрослого человека могут иметь какое-то происхождение или обусловленность внутриутробно. Эта концепция, ранее называемая фетальным программированием, известна как эволюционные истоки здоровья и болезней (Chavatte-Palmer и др., 2016).
Ее смысл заключается в том, что плод адаптируется в ответ на сигналы внутриматочной среды, что приводит к постоянным перестройкам в гомеостатических системах. Некоторые из этих адаптаций, происходящие у плода во время беременности матери, могут привести к неблагоприятным сигналам после рождения. Например, питание и воздействие окружающей среды в период беременности могут играть важную роль в повышении рисков возникновения ожирения. Про эту связь подробно написано в главе второй «Подготовка к зачатию, беременность и питание».
