Cell发现表观遗传学肥胖开关

　　

生物通报道：世界就是这么不公平，有些人喝凉水都发胖，有些人怎么吃也胖不了。近年来科学家们发现，个体的肥胖倾向是由基因决定的。然而Cell杂志发表的一项最新研究表明，表观遗传学调控也在其中起到了关键作用。

Max Planck研究所的J. Andrew Pospisilik领导团队对遗传背景完全相同的小鼠和人类双胞胎进行了研究。他们发现，一个表观遗传学开关能够影响体重控制基因，在遗传背景相同的群体中催生或瘦或胖的个体。

2010年Genome Biology杂志发表的一项研究显示，遗传背景完全相同的Trim28突变小鼠，体重表现出高度的变异性。这说明Trim28触发了会引起个体肥胖差异的表观遗传学改变。

Pospisilik及其同事在这项研究中构建了大量遗传背景完全相同的Trim28缺陷型小鼠，并为它们提供了完全相同的环境条件。结果这些小鼠形成了体重相差很大的两个群体。Trim28缺陷型肥胖小鼠的一些印记基因存在表达异常。这些印记基因受到表观遗传学调控，主要影响生长和体重，比如Nnat和Peg3。

随后研究人员检测了一些儿童的脂肪组织，分析了同卵双胞胎的相关数据。研究显示，具有Trim28缺陷的肥胖儿童与Trim28缺陷型肥胖小鼠表现出相同的表观遗传学改变。此外，同卵双胞胎中较胖的一人表现出更低的TRIM28水平，控制其体重的印记基因活性较弱。

这项研究首次向人们证明，非遗传多型性（polyphenism）也存在于哺乳动物中。非遗传多型性是基因型相同但表型明显不同的一种现象，蜜蜂就是一个典型的例子。研究人员指出，表观遗传学开关能在不改变DNA的情况下生成不同表型，这很可能是一种进化上的优势。Pospisilik将继续探索表观遗传学改变引起个体性状差异（比如肥胖）的分子机制。鉴于Trim28缺陷也会提高小鼠的癌症和焦虑风险，研究人员还会进一步研究这个蛋白的功能。

这项研究为表观遗传学疗法带来了新的启示，有重要的临床意义。有些疾病可能完全是表观遗传学开关驱动的，“我们下一个目标是，通过干预饮食、减轻压力或者表观遗传学药物控制这样的开关，希望能永久扭转整个系统，”Pospisilik说。

2014年03月，Nature发表的一项研究揭示了潜在的“肥胖基因”。人们一直认为FTO突变是人类肥胖中最强大的风险因子，但并不清楚这其中的具体机制。研究人员发现，FTO内部的一些肥胖相关元件与基因组上的一个远端基因IRX3发生了互作。IRX3似乎是一个功能性的肥胖基因，FTO基因自身似乎只对肥胖产生周边效应。研究数据强有力地表明IRX3控制了体重，调控了身体组成。FTO与肥胖之间的所有关联似乎都可归结于IRX3的影响。（更多详细信息参见：Nature发现潜在“肥胖基因”）

2015年8月英属哥伦比亚大学的科学家们在Nature Communications杂志上发表文章，展示了另一个重要的肥胖基因——14-3-3zeta的编码基因。机体每一个细胞都拥有14-3-3zeta，沉默其编码基因能使小鼠的白色脂肪减少一半。14-3-3zeta蛋白水平较高的小鼠体型明显更胖，其白色脂肪比高热量饮食的小鼠还多22%。这项研究揭示了14-3-3zeta与脂肪生成的直接关联，为人们开辟了治疗肥胖症的新途径。研究人员指出，抑制这个基因或者阻断这个蛋白，可以阻止脂肪积累，防止个体发生超重。（更多详细信息参见：喝水都会胖？这事儿怨基因）

2014年12月，Salk生物研究所的科学家们在Cell Metabolism杂志上连发两篇文章。他们发现，限制进食8-12小时比时不时吃点东西要好得多。这种限时进食（time-restricted eating）有助于预防甚至逆转肥胖症和二型糖尿病。就算周末偶尔“放纵”一下，也不会抵消限时进食带来的好处。

第一篇文章指出，当小鼠摄取多种高脂和高糖食物时，限时进食能够有效预防代谢疾病的发生，而且这一效果与禁食时间的长度成正比。也就是说，进食间隔越长越不容易肥胖，二型糖尿病的患病风险也比较低。第二篇文章指出，肠道微生物组处于高度动态之中，其细菌组成每天会出现周期性的波动。饮食引起的肥胖扰乱了这种周期性波动，而限时进食可以一定程度上恢复微生物组的正常波动。（更多详细信息参见：Cell Metabolism封面：两篇文章教你科学减肥）

生物通编辑：叶予

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