Ожирение - это расстройство развития нервной системы, предполагает новое исследование

В последние десятилетия число случаев ожирения стремительно возросло и затронуло 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 за снижение массы тела. Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора и сотрудничающих с ним учреждений теперь думают, что знают почему, и говорят, что мы должны сместить акцент с лечения ожирения на профилактику.

Команда ученых опубликовали статью в журнале Science Advances, что молекулярные механизмы развития мозга в раннем возрасте, вероятно, являются основным фактором, определяющим риск ожирения. Предыдущие крупные исследования показали, что гены, которые наиболее сильно связаны с ожирением, экспрессируются в развивающемся мозге. Это текущее исследование на мышах было сосредоточено на эпигенетическом развитии. Для справки, эпигенетика - это система молекулярных закладок, которая определяет, какие гены будут или не будут использоваться в различных типах клеток.

«Десятилетия исследований на животных моделях и включением людей показали, что воздействие окружающей среды в критические периоды развития оказывает серьезное долгосрочное воздействие на здоровье и болезни», - рассказал автор-корреспондент доктор Роберт Уотерленд, профессор педиатрии и питания и член Исследовательского центра детского питания Министерства сельского хозяйства США в Бэйлоре. «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, которое является главным регулятором потребления пищи, физической активности и метаболизма», - отмечает первый автор доктор Гарри Маккей, который был постдокторантом в лаборатории Waterland во время работы над проектом. «Мы обнаружили, что дугообразное ядро подвергается обширному эпигенетическому созреванию в течение ранней постнатальной жизни. Этот период также чрезвычайно чувствителен к программированию регуляции массы тела в процессе развития, что позволяет предположить, что эти эффекты могут быть следствием нарушенного эпигенетического созревания».

Команда провела общегеномный анализ как метилирования ДНК (важной эпигенетической метки), так и экспрессии генов, до и после закрытия послеродового критического окна для программирования массы тела в процессе развития. «Одна из самых сильных сторон нашего исследования заключается в том, что мы изучили два основных класса клеток головного мозга, нейроны и глию», - рассказал Маккей. «Оказывается, что эпигенетическое созревание сильно отличается между этими двумя типами клеток».

«Наше исследование является первым, в котором сравнивается это эпигенетическое развитие у мужчин и женщин», - уточняет Уотерленд. «Мы были удивлены, обнаружив значительные половые различия. На самом деле, с точки зрения этих постнатальных эпигенетических изменений, мужчины и женщины больше отличаются, чем похожи. И многие изменения происходят раньше у женщин, что указывает на то, что женщины не по годам развиты в этом отношении».

Человеческая связь

Самый большой сюрприз ожидал исследователей, когда они сравнили эпигенетические данные у мышей с данными человека из крупных общегеномных исследований ассоциаций, которые выявляют генетические варианты, связанные с ожирением. Области генома, предназначенные для эпигенетического созревания в дугообразном ядре мыши, сильно перекрывались с областями генома человека, связанными с индексом массы тела, индексом ожирения.

«Эти ассоциации предполагают, что риск ожирения у людей частично определяется эпигенетическим развитием дугообразного ядра», - рассказал Маккей. «Наши результаты предоставляют новые доказательства того, что эпигенетика развития, вероятно, участвует как в раннем экологическом, так и в генетическом влиянии на риск ожирения. Соответственно, усилия по профилактике, направленные на эти процессы развития, могли бы стать ключом к прекращению всемирной эпидемии ожирения».

Источник: Harry MacKay et al, Sex-specific epigenetic development in the mouse hypothalamic arcuate nucleus pinpoints human genomic regions associated with body mass index, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abo3991.