Епігенетичні зміни та ожиріння - MedMix
Епігенетичні зміни роблять вас більш сприйнятливими до ожиріння і прогнозують згодом жирову хворобу печінки - і, отже, є можливим маркером ризику.
Вчені з Німецького центру досліджень діабету (DZD) під керівництвом Німецького інституту досліджень харчування (DIfE) змогли на моделі миші продемонструвати, що епігенетична * зміна гена Igfbp2 **, яка може спостерігатися у молодих тварин, провіщає згодом жирову хворобу печінки у дорослої тварини. Крім того, за цієї зміни у молодих тварин порушується цукровий обмін і вони значно більш сприйнятливі до патологічного ожиріння. «Ми також змогли виявити цю зміну відповідного гена у людей із надмірно важкою вагою з початком діабету. Тому це може поставити під сумнів як маркер ризику в майбутньому », - говорить Аннет Шюрман з DIfE.
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, кількість людей із зайвою вагою у всьому світі зросла до понад півмільярда і буде продовжувати зростати в майбутньому. Тенденція, яка викликає занепокоєння, оскільки надмірна вага збільшує ризик таких захворювань, як діабет 2 типу, неалкогольна жирова хвороба печінки, інфаркти, інсульти та певні типи раку. Тим не менше, не всі схильні до надмірної ваги та її ускладнень. Це означає, що походження сім'ї також впливає на індивідуальний ризик зайвої ваги. Однак виявлені досі варіанти генів пояснюють лише близько п’яти відсотків сімейної історії. Ця невідповідність свідчить про те, що інші спадкові фактори також відіграють певну роль, такі як епігенетичні зміни в генетичному складі. До них, серед іншого, відноситься метилювання ДНК. Вони не змінюють генетичний код. Однак вони можуть сприяти тому, що гени зчитуються менш сильно, наприклад, так що клітини виробляють меншу кількість відповідних білків. Це, крім усього іншого, може призвести до порушення обміну речовин.
Вже в 2013 році дослідницька група з Дрездена показала, що люди, які страждають на цукровий діабет 2 типу та жирною печінкою, виробляють меншу кількість білка IGFBP2 ** у печінці. У той же час вони змогли довести, що зменшення вивільнення IGFBP2 пов'язане зі збільшенням швидкості метилювання ДНК різних генів. Для того, щоб перевірити, наскільки знижене вивільнення білка може бути віднесено до епігенетичних змін, вчені, що працюють з Анет Шюрман, тепер вивчали взаємозв'язки за допомогою відповідної моделі миші, так званої миші C57BL/6J.
Подібно до однояйцевих близнюків, усі тварини цієї лінії розмноження генетично ідентичні. Однак деякі миші дотримуються дієти з високим вмістом жиру набагато більше, ніж інші, і жир печінки розвивається приблизно до 20 тижнів дорослості. Як показують дослідники, ген Igfbp2 у цих тварин вже був більш сильно метильований, тобто епігенетично модифікований, до віку 6 тижнів, і в той же час синтез IGFBP2 у печінці був значно знижений.
Перші порушення обміну глюкози також з’явились дуже рано у цих мишей. Як показали подальші молекулярно-біологічні дослідження вчених, метилювання в некодуючій області гена Igfbp2 сприяє зменшенню синтезу IGFBP2. Дослідники також виявили однакову епігенетичну зміну людського гена в клітинах крові людей у людей, які страждали на патологічне ожиріння і у яких метаболізм цукру вже був порушений.
"Наші результати вказують на те, що епігенетичні зміни, які ми досліджували, роблять мишей та людей більш сприйнятливими до ожиріння і одночасно збільшують ризик розвитку жирової печінки з настанням віку", - говорить Енн Каммель, провідний автор дослідження. «Оскільки метилювання гена відбувається дуже рано, задовго до розвитку жирової печінки, можна було б використовувати ці знання для кращої оцінки ризику захворювання у підлітків та молодих людей. Це дало б вам можливість вчасно вжити відповідних заходів для запобігання хворобі », - додає Шюрманн.
* Епігенетика - відносно молода наукова область. Він досліджує змінені генні функції, які неможливо простежити до зміни послідовності ДНК, але все ще можуть передаватися у спадок. Останні дослідження все частіше вказують на те, що дієта як фактор навколишнього середовища може також мати тривалий вплив на стан активності генів, наприклад, через хімічні зміни (метилювання) будівельних блоків ДНК.
Пояснення для ілюстрації: Метилювання ДНК відбувається, коли метильні групи зв’язуються з ДНК. Вони можуть або активувати, або деактивувати гени. Нуклеосома: вісім білків гістонів утворюють ядро нуклеосоми, на яку намотується 147 пар основ нитки ДНК. Кінець гістону: Кінці гістонів виступають з нуклеосоми і можуть бути модифіковані епігенетичними факторами. Це змінює зв’язування ДНК з відповідною нуклеосомою, так що ДНК, наприклад, доступна ферментам транскрипції, а певний ген активується.
Епігенетичні фактори змінюють кінці гістонів, наприклад, переносячи метильну або ацетильну групи до бічних ланцюгів лізину. Це може ускладнити або спростити активацію гена. Потім безпосереднє метилювання ДНК назавжди змінює експресію гена, якщо воно відбувається в контрольних зонах генів (так звані острови CpG), які стали доступними завдяки модифікації гістонів.
** Ген Igfbp2 кодує інсуліноподібний фактор росту, що зв’язує білок 2 (IGFBP2). Зараз неалкогольна жирова хвороба печінки (НАЖХП) є найпоширенішим хронічним захворюванням печінки в Європі та США. Якщо не лікувати жирову хворобу печінки, вона може перерости в цироз, що може мати наслідки, що загрожують життю. Можливий повний регрес, найважливішу роль відіграє зниження ваги (Джерело: Deutsches Ärzteblatt; том 111; випуск 26; 27 червня 2014 р.).