Персоніфіковане ожиріння Pr; вентиляційний PAP-MV2022

Наша ініціатива PAP-MV2022 під назвою "Персоналізована профілактика ожиріння: від типу мозку до здорового способу життя" (www.epinostics.de/PAP-MV2022) підкреслює, що певні процеси та процедури, пов'язані з ожирінням, мають специфічний для мозку характер і що вони пояснюються поряд із роллю метаболічний тип може мати принципове значення для подальшої профілактики ожиріння, див. рис. 1. З терміном браїнотип наша концепція виражає, що ожиріння насправді являє собою системні збої в розумовій діяльності людської популяції. Протягом кількох поколінь людський організм з його геномом не зміг пристосуватися до змінених умов життя цивілізованого світу з точки зору метаболізму та харчової поведінки. Стаття Спікмена "Жирність тіла" (Speakman 2014) ілюструє (адаптоване на рис. 1), наскільки складно регулюється наша харчова поведінка. Наша концепція PAP-MV2022 для персоналізованої профілактики ожиріння спрямована на визначення типів мозку, пов’язаних із ожирінням (структури особистості з генетичними компонентами), і зробити їх терапевтично придатними за участі суб’єктів тестування за допомогою аналізу цілого геному.

Джон Р.Спікман, ФІЗІОЛОГІЯ 29: 88-98, 2014

Ініціатива MV Excellence PAP-MV2022: від типу мозку до здорового способу життя

Calle EE, Rodriguez C, Walker-Thurmond K, Thun MJ. Надмірна вага, ожиріння та смертність від раку в проспективно вивченій когорті США дорослі. N Engl J Med.2003; 348 (17): 1625-38.

Mokdad AH, Ford ES, Bowman BA, Dietz WH, Vinicor F, Bales VS, Marks JS. Поширеність ожиріння, діабету та факторів ризику для здоров’я, пов’язаних із ожирінням, 2001, JAMA. 2003; 289 (1): 76-9.

Спікмен Дж. Якщо вгодованість тіла перебуває під фізіологічним регулюванням, то як тоді ми маємо епідемію ожиріння? Фізіологія (Bethesda). 2014; 29 (2): 88-98.

стан досліджень

Генетичні основи використання поживних речовин
Розвиток та метаболізм білої жирової тканини мають високе наукове значення, значною мірою через вплив ожиріння на здоров’я людини. Ожиріння та пов'язані з ожирінням захворювання, такі як діабет, високий кров'яний тиск та серцеві захворювання, набувають масштабів епідемії у всьому світі з серйозними наслідками, особливо в промислово розвинених країнах (ВООЗ, 2016).

Генетичні дослідження на людях і тваринах виявили низку генів (наприклад, MC4R, LEP, FTO), які впливають на відкладення жиру та появу та розмір ожиріння, споживання корму/апетиту та енергетичний гомеостаз (Yazdi 2015; Switonski 2010, van der Klaauw 2015).

Do DN, Strathe AB, Jensen J, Mark T, Kadarmideen HN. Генетичні параметри для різних показників ефективності кормів та пов'язаних з ними ознак у кнурів трьох порід свиней. J Anim Sci 2013; 91: 4069-4079.

Ogden CL., Kit BK, Fakhouri THI, Carroll MD, Flegal KM. в GI Epidemiology 2014; 394-404; John Wiley & Sons, Ltd, 2014.

ван дер Клаау А.А., Фарукі І.С. Гени голоду: шляхи до ожиріння. Клітина 2015; 161: 119-132.

Walley A J, Asher J E, Froguel P. Генетичний внесок у несиндромне ожиріння людини. Nat Rev Genet 2009; 10: 431-442.

Всесвітня організація охорони здоров'я. Факти: Ожиріння та надмірна вага. Доступно за адресою: http://www.who.int/ Mediacentre/Factsheets/fs311/en /. Доступ до жовтня 2017 року.

Yazdi FT, Clee SM, Meyre D. Генетика ожиріння у мишей та людини: туди-сюди та назад. PeerJ 2015; 3: e856.

Ян Дж., Бакші А, Чжу Ц., Хемані Г., Вінкхуйзен А.А., Лі Ш., Робінзон М.Р., Перрі Дж.Р., Нолте І.М., ван Вліє-Остаптчук СП, Снідер Н; Когортне дослідження LifeLines, Esko T, Milani L, Mägi R, Metspalu A, Hamsten A, Magnusson PK, Pedersen NL, Ingelsson E, Soranzo N, Keller MC, Wray NR, Goddard ME, Visscher PM. Оцінка генетичної дисперсії з обчислюваними варіантами виявляє незначну відсутність спадковості для людського зросту та індексу маси тіла. Nat Genet 2015; 47: 1114-1120.

Дієтологічне дослідження на предмет HRO-01:

Moro T et. al, Вплив восьми тижнів обмеженого в часі годування (16/8) на базальний метаболізм, максимальну силу, склад тіла, запалення та фактори ризику серцево-судинної системи у чоловіків, тренованих на стійкість. J Transl Med.2016; 14 (1): 290.

Payne AN, Chassard C, Lacroix C. Мікробна адаптація кишечника до дієтичного споживання фруктози, штучних підсолоджувачів та цукрових спиртів: наслідки для взаємодії хазяїн-мікроб, що сприяє ожирінню. Obes Rev. 2012; 13 (9): 799-809.

Епігенетичні механізми та формування метаболізму

стійкість

Механізми характерної експресії відповідно підлягають різним впливам та взаємодіям на рівнях картографування генотип-фенотип; епігенетичні механізми представляють зворотний зв'язок із середовищем на рівень геному і впливають на мітотичне, а іноді і на трансгенераційне успадкування. Аналіз взаємодій генотип-середовище, молекулярною основою яких є також епігенетичні і, отже, динамічні механізми, є необхідною умовою в медицині людини для розвитку персоналізованої профілактики та терапії ("точна/персоналізована медицина"). У тваринництві точне знання механізмів взаємодії генотип-середовище є необхідною умовою для специфічного та ситуативного догляду за тваринами для покращення добробуту тварин та збереження ресурсів ("точне тваринництво"). Цільове використання епігенетичних модифікацій дозволяє краще узгодити потреби тварин та їх середовище.

Цитати з літературиGrundberg E, Meduri E, Sandling JK, Hedman AK, Keildson S, Buil A, Busche S, Yuan W, Nisbet J, Sekowska M, Wilk A, Barrett A, Small KS, Ge B, Caron M, Shin SY, множинна тканина Консорціум людських експресійних ресурсів, Lathrop M, Dermitzakis ET, McCarthy MI, Spector TD, Bell JT, Deloukas P. Глобальний аналіз змін метилювання ДНК у жировій тканині у близнюків виявляє зв'язки з асоційованими із захворюваннями варіантами дистальних регуляторних елементів. Про J Hum Genet 2013; 93 (5): 876-90
Хейлз Сі-Ен, ді-джей Баркер. Цукровий діабет 2 типу (не залежний від інсуліну): гіпотеза ощадливого фенотипу. Diabetologia 1992; 35: 595-601.

Heyn H, Moran S, Hernando-Herraez I, Sayols S, Gomez A, Sandoval J, Monk D, Hata K, Marques-Bonet T, Wang L, Esteller M. Метилювання ДНК сприяє природним варіаціям у людини. Genome Res 2013; 23 (9): 1363-72

Junien C. Вплив дієт та поживних речовин/препаратів на раннє епігенетичне програмування. JIMD 2006; 29: 359-65.

Lillycrop KA, Phillips ES, Jackson AA, Hanson MA, Burdge GC. Дієтичне обмеження білка у вагітних щурів індукує, а добавки фолієвої кислоти перешкоджають епігенетичній модифікації експресії печінкових генів у нащадків. J Nutrition 2005; 135: 1382-86.

Річардс Е. Успадкована епігенетична варіація-перегляд м'якого успадкування. Nat Rev Genet 2006; 7 (5): 395-401.

Слаткін М. Епігенетичне успадкування та проблема відсутності спадковості. Генетика 2009; 182: 845-50

Ву Г, Базер Ф, Уоллес Дж, Спенсер Т. Запрошений огляд: затримка внутрішньоутробного розвитку: наслідки для наук про тварин. J Anim Sci 2006; 84: 2316-37.

Мікробіом: взаємодія між господарем, мікробіотою та дієтою

Існує складна взаємодія між харчовими факторами, мікробіотою кишечника та місцевим та системним явищем господаря. З одного боку, фенотипові та генетичні варіації господаря формують склад мікробіоти; насправді мікробіоти можна розглядати як генетично успадкований фенотип тварини (Camarinha-Silva 2017). З іншого боку, мікробіота впливає на фенотип господаря. Отже, мікробіота може використовуватися як незалежна незалежна змінна для зростання, споживання корму та перетворення корму (Camarinha-Silva 2017). МіРНК-хазяїни взаємодіють із сайтами зв'язування 16S-рибосомної РНК з Lactobacillus reuteri, Prevotella stercorea та Streptococcus luteciae, які були надмірно представлені в калі (Mohan 2016). Дієта має значний вплив на склад та метаболічну активність мікробіоти (Shen, 2017). Харчові звички призводять до розвитку так званих ентеротипів, завдяки чому так звані `` дієти в їдальні '' мають великий вплив на більш різноманітні дієти (Graf, 2017).

Camarinha-Silva A, Maushammer M, Wellmann R, Vital M, Preuss S, Bennewitz J. Вплив генома господаря на мікробний склад кишечника та мікробне прогнозування складних ознак у свиней. Генетика. 2017; 206 (3): 1637-44.

Graf D, Di Cagno R, FҐҐk F, et al. Внесок дієти до складу мікробіоти кишечника людини. Microb Ecol Health Dis. 2015; 26: 10.3402/mehd.v26.26164.

Mohan M, Chow CT, Ryan CN, Chan LS, Dufour J, Aye PP, Blanchard J, Moehs CP Sestak K. 2016. Дієтичний глютен-індукований дисбактеріоз кишечника супроводжується селективною регуляцією мікроРНК з кишковим герметичним з'єднанням та мотивами, що зв'язують бактерії. у резус-моделі макаки целіакії. Поживні речовини 8, E684.

Doerge RW. Картування та аналіз кількісних локусів ознак у експериментальних популяціях. Nat Rev Genet 2002; 3: 43-52.

ENCODE Проектний консорціум. Проект ENCODE (Енциклопедія елементів ДНК). Наука. 2004; 306 (5696): 636-40.

Консорціум FAANG. Координовані міжнародні дії з прискорення генома до феномена з FAANG, проектом "Функціональна анотація геномів тварин". Біологія геному 2015 16:57.

Хейс Б.Дж., Вісшер П.М., Годдард МЕН. Підвищена точність штучного відбору за допомогою реалізованої матриці відносин. Genet Res 2009; 91: 47-60

Янсен RC, Nap JP. Генетична геноміка: додана вартість від сегрегації. Trends Genet 2001; 17: 388-91.

Langfelder P, Horvath S. WGCNA: пакет R для зваженого кореляційного аналізу мережі. BMC Bioinforma2008; 9, 559.

Luo W, Brouwer C. Pathview: пакет R/Bioconductor для інтеграції та візуалізації даних на основі шляхів. Біоінформатика 2013;, btt285.

Ponsuksili S, Du Y, Hadlich F, Siengdee P, Murani E, Schwerin M, Wimmers K. Корельовані мРНК та мікроРНК від ко-експресії та регуляторних мереж впливають на властивості свинячих м’язів і, нарешті, м’яса. BMC Genomics 2013; 14, 533.

Ponsuksili S, Du Y, Murani E, Schwerin M, Wimmers K. Висвітлення молекулярних мереж, які або впливають, або реагують на концентрацію кортизолу в плазмі крові в тканинах печінки та м’язах. Генетика 2012; 192, 1109-22.

Ponsuksili S, Murani E, Brand B, Schwerin M, Wimmers K. Інтеграція профілювання експресії та асоціація цілого геному для розтину ознак жиру в свинячій моделі. J Lipid Res 2011; 52, 668-78.

Ponsuksili S, Murani E, Trakooljul N, Schwerin M, Wimmers K. Виявлення генів-кандидатів для ознак м’язів на основі GWAS за підтримки eQTL-аналізу. Int J Biol Sci 2014; 10, 327-37.

Ponsuksili S, Zebunke M, Murani E, Trakooljul N, Krieter J, uppe B, Schwerin M, Wimmers K. Інтегровані дослідження геномної асоціації та гіпоталамусу eQTL вказують на зв'язок між геном PER1, пов'язаним із циркадним ритмом, та поведінкою подолання. Sci Rep 2015; 5, 16264.

Аналіз послідовності цілого геному iPSC

Вимірювання метаболічної діяльності морського коника

Teslaa T, Teitell MA. Плюрипотентний метаболізм енергії стовбурових клітин: оновлення. EMBO J. 2015; 34 (2): 138-53.

Робочі гіпотези консорціуму PAP-MV2022:

Використання когнітивної психології для типу мозку:

У тваринництві споживання їжі контролюється за допомогою імплантованих чіпсів, визначаючи, як часто корова отримує доступ до кількості корму, наприклад. Однак людей, що страждають ожирінням, контролює власний мозок за допомогою дуже складних фізіологічних схем управління, деякі з яких все ще трансформуються завдяки звичним звичкам, таким як харчова поведінка та вивчені уподобання до спеціальних продуктів. Завдяки цій складності мозок, здається, виконує функції вищого рівня (Konturek 2005), про які можна не тільки зробити висновок через знання про молекулярні взаємодії, але також документує відповідні стилі особистості за допомогою засвоєних норм та поведінки.

У п'ятифакторному інвентарі NEO (NEO-FFI) за даними Costa & McCrae (1992) когнітивна психологія фіксує людську особистість у п'ятифакторній моделі ("велика п'ятірка"). Там зафіксовано 5 основних категорій невротизм, екстраверсія, відкритість, толерантність та сумлінність. Виникає питання, чи може ця класифікація застосовуватися для стратифікації людей із ожирінням та їх дотримання терапевтичних втручань. В якості альтернативи, поведінка людини також може бути використана для затримки винагороди ("затримка задоволення", експеримент "Зефір", Мішель, 2014), або може бути згадано поводження з людиною в конфліктних ситуаціях.

Коста, П.Т.Маккрей, Р.Р. (1992). Переглянутий опис особистості NEO та інвентаризація п’яти факторів NEO (професійний посібник). Одеса: Ресурси для психологічної оцінки.

Konturek PC, Konturek JW, Czenikiewicz-Guzik M, Brzozowski T, Sito E, Konturek SJ. Нейрогормональний контроль прийому їжі: основні механізми та клінічні наслідки. J Physiol Pharmacol. 2005 рік; 56 Додаток 6: 5-25.

Уолтер Мішель: Тест на зефір: оволодіння самоконтролем, Літл Браун, Нью-Йорк 2014, ISBN 0316230855

Такі питання виникають загалом і зокрема:

Чому у нас так багато людей із надмірною вагою у світі?.
Як я можу використовувати свій мозок для схуднення?
Як повинна виглядати персоналізована дієта?
Як довго я повинен брати їжу щодня, щоб я навіть міг мобілізувати свої запаси жиру?
Як боротися з голодом?
У мене взагалі відчуття голоду чи почуття ситості?
Я взагалі знаю, що і скільки я їм?
Чи імпульс до їжі викликаний голодом або іншими факторами?

Всі ці питання знаходяться на рівні когнітивної психології в галузі медико-психологічних досліджень та практики і ведуть до жорсткого і останнього питання ініціативи PAP-MV2022: чи можна визначити психологічно, фізіологічно і, можливо, навіть епі-/генетично підтверджені типи мозку? Якщо так, це визначення призводить до більшого дотримання індивідуального терапевтичного втручання. Модель SORKC, яка буде використана тут, базується на поведінковому рівнянні, за допомогою якого розлади можна пояснити та лікувати з точки зору теорії навчання. S = стимул, O = змінна організму (тобто фізичні передумови), R = реакція, K = непередбачений випадок підкріплення (як підкріплення, безперервний або переривчастий) і C = наслідок підкріплення (позитивний чи негативний). Модель заснована на описі Kanfer & Saslow (1974). Модель SORKC - це центральне рівняння поведінки, яке може бути використано для розбиття будь-якої хвороби на ділянки, які можуть призвести до позитивних або негативних наслідків.

Цілі проекту

Спеціальні цілі проекту:

AP1 Стратифікація огрядних суб’єктів слід проводити в підгрупах відповідно до клінічних, епі-/генетичних чи психологічних аспектів, які, можливо, також можуть демонструвати різну прихильність до персоналізованих терапевтичних заходів. Випробувані беруть участь у дієті 16/8 з електроміостимуляцією та без неї (тренінг EMS), погоджуються на аналіз SNP або на генерацію клітин iPS. Моделі клітин iPS характеризуються AP3, AP4 та in-silico стратифіковані в AP8. Питання полягає в тому, чи дозволяють послідовності геномів з моделей клітин iPS у зв'язку з функціональними дослідженнями робити висновки про надмірний або знижений ІМТ донора клітини. На додаток до питання про генетичні преформації, визначається, чи існують психологічні закономірності, які говорять за чи проти тривалої участі у впливі на спосіб життя.

AP2 У дослідженнях на тему Дотримання ожиріння Предмети класифікуються відповідно до їх структури особистості. Для цього реєструється та оцінюється прихильність лікування до зміни харчових звичок. Ця реєстрація також служить для формування підгруп у контексті фенотипової характеристики в робочому пакеті А1. Крім того, індивідуальні поведінкові фактори (надмірності та дефіцити у поведінці) розробляються в рамках поведінкової моделі SORKC, щоб мати можливість створити індивідуальну модель генезу ожиріння. Засоби поведінки розробляються для того, щоб мати можливість ефективно модифікувати раніше виявлені поведінкові дефіцити та надмірності. Після завершення цього заходу прихильність та терапевтичний результат знову вимірюються. Результати вимірювань знову пов'язані з фенотиповою характеристикою.

Моделі клітин iPS для фенотипу AP3 створені для з’ясування молекулярних процесів при розвитку ожиріння. При виробництві фенотипоспецифічних клітин iPS (модель HRO iPSC) геноми постраждалих пацієнтів/досліджуваних зберігаються у своїй повноті та функціональності. Ці клітинні моделі використовуються для функціонального аналізу молекулярних процесів на рівні генної регуляції та проміжного метаболізму. Моделі клітин HRO iPS дозволяють проводити обширний порівняльний фізіологічний, генетичний та епігенетичний аналіз диференційованих та недиференційованих клітин iPS від ожиріних та не ожирених досліджуваних.

Метаболізм AP4 нервово-диференційованих стовбурових клітин. Дослідження спрямовані на важливість метаболізму для проліферації нервових стовбурових клітин та їх диференціювання в нервові клітини та гліальні клітини (de Lucia 2017). Цей вплив пов'язаний із підозрою на змінені метаболічні властивості нервових стовбурових клітин із клітин iPS від різних донорів (ІМТ> 40 порівняно з ІМТ ->

-->