科学分题:肥胖是一种神经发育障碍 早期大脑发育还是肥胖的主要决定因素

来源：生物世界2022-10-07 1:20

这些关联证明了人类的肥胖风险部分是由弓状核的表观遗传发育决定的。这些结果提供了新的证据，表明发育表观遗传学可能与肥胖风险的早期环境和遗传效应有关。

近几十年来，全球肥胖患病率迅速增加，影响到超过20亿人，使其成为世界上健康状况不佳的最大原因之一。然而，尽管科学家们几十年来一直在研究饮食和运动疗法，但许多人仍然陷入减肥的困境。

值得注意的是，对小鼠和人类的经典研究表明，营养状况可以永久性地改变机体的能量平衡调节，导致早期发育关键期的肥胖，这种现象称为发育编程。

最近，美国贝勒医学院的研究人员发表了一篇题为《小鼠下丘脑弓状核的性别特异性表观遗传发育》的研究论文，精确定位了与科学进展体重指数相关的人类基因组区域。

这项研究表明，生命早期大脑发育的分子机制可能是肥胖风险的主要决定因素。研究团队发现，出生后的表观遗传成熟具有明显的细胞类型和性别特异性，发生在人类身体质量指数遗传度丰富的基因组区域。

最近的全基因组关联研究表明，与肥胖最密切相关的基因在发育中的大脑中表达。这意味着肥胖更像是一种神经发育疾病，它以表观遗传的方式在个体发育的关键窗口期受到营养的强烈影响。

表观遗传学是一种分子标记系统，它使两个基因序列彼此相同的个体在性状上表现出巨大差异。先前的研究已经证实表观遗传机制可以调节神经发育。然而，科学家对它们在建立和维持大脑能量平衡回路中的作用知之甚少。

在这项最新的研究中，研究小组密切关注了一个叫做下丘脑弓状核(AHR)的大脑区域，它是食物摄入、身体活动和新陈代谢的主要调节者。研究人员发现，下丘脑弓状核在出生后早期经历了广泛的表观遗传成熟，这对体重调节的发育过程非常敏感。这表明肥胖可能是表观遗传成熟障碍的结果。

下丘脑弓状核的全基因组分析和RNA-seq

研究团队对DNA甲基化(一种重要的表观遗传标记)基因表达进行了全基因组分析，并在肥胖风险发展规划的关键窗口期前后进行了分析。这项研究最大的优势之一就是研究两种脑细胞，神经元和胶质细胞。这两种细胞类型的表观遗传成熟非常不同。而且，研究小组还比较了雄性和雌性小鼠的表观遗传发育，发现了广泛的性别差异。

下丘脑弓状核神经元亚群的表观遗传成熟

最令人惊讶的是，当研究人员在筛选肥胖相关基因变异的大型全基因组关联研究中将他们在小鼠中的表观遗传数据与人类数据进行比较时，小鼠下丘脑弓状核中的表观遗传成熟基因组区域与人类体重指数(身体质量指数)相关的基因组区域高度重叠。

出生后ARH神经元的表观遗传成熟度与对饮食信号反应的成熟度有关。

这些关联证明了人类的肥胖风险部分是由弓状核的表观遗传发育决定的。这些结果提供了新的证据，表明发育表观遗传学可能与肥胖风险的早期环境和遗传效应有关。因此，预防这些发育过程可能是阻止全球肥胖流行的关键。

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