人類肥胖基因或與豬相似
日期:2012-06-13 08:09:59
自古以來,胖這件事從未像今天這般得到如此多的關(guān)注。物質(zhì)的充裕、饕餮的食欲、環(huán)境的惡化、壓力的劇增等諸多原因共同造就了這顆星球上越來越多的胖子。肥胖是引發(fā)多種疾病的元兇,如今已成為世界五大流行性疾病之一。
前不久有研究顯示,全球變暖正在使地球上胖子變多的趨勢不可遏制。而最近又有報道稱,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究者在探究如何使豬肉更健康、更有營養(yǎng)時,無意間發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致豬肥胖的重要機理。由于豬是研究人類疾病最好的動物模型,這項新發(fā)現(xiàn)為未來解決人的肥胖困擾投射了一道曙光。
人類肥胖之勢難以遏制氣候變暖或是元兇之一
肥胖已嚴(yán)重危害著人類健康。世界衛(wèi)生組織稱,每年至少有280萬成人死于超重或肥胖。預(yù)計到2030年,全球約有58%的成年人可能成為“胖子”。
鮮為人知的是,空氣中不斷升高的二氧化碳水平或許要為胖人的增多負(fù)上責(zé)任。前不久發(fā)表的一份研究報告顯示,地球大氣中穩(wěn)步增長的二氧化碳水平會影響人類大腦中化學(xué)物質(zhì)的量,從而增加我們的食欲,對肥胖癥的形成有促進(jìn)作用。研究者解釋,人吸入大氣中多余的二氧化碳會使血液變酸,又相應(yīng)地會使調(diào)控食欲、睡眠以及新陳代謝的神經(jīng)元更活躍。結(jié)果,我們也許吃得更多,睡得更少,體重增加?!叭绻聦嵶C明人們吃得更多的部分原因真的源自全球變暖和溫室氣體的排放,我們會到達(dá)一個新維度?!备绫竟髮W(xué)肥胖和營養(yǎng)學(xué)系主任Arne Astrup說,“這將給予我一個解釋,那就是為何這個星球上所有人群體重都在增長。”
肥胖以及肥胖引起的相關(guān)健康風(fēng)險在過去的數(shù)十年中正急劇增長。研究揭示出引起肥胖的原因遠(yuǎn)比我們想象中復(fù)雜。英國伯明翰亞拉巴馬大學(xué)營養(yǎng)肥胖研究中心主任David Allison說,多個基因、新陳代謝路徑甚至腸道細(xì)菌,都參與了“造就”肥胖的過程。
正在變胖的不僅僅是人類,研究顯示,全球的動物們也在變胖。2010年,在雜志《皇家學(xué)會匯編B》上發(fā)表的一篇論文中,Allison和同事發(fā)現(xiàn)8個物種的24個群體在過去的50年間體重都不約而同地增長了,其中包括實驗室養(yǎng)殖的動物。研究者猜測:環(huán)境中或食物中導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)的化學(xué)物質(zhì),是導(dǎo)致多個物種體重增長的一個重要原因。
DNA甲基化對豬肥胖起重要作用,人類或相似
此前,雖然科學(xué)家不斷發(fā)現(xiàn)與肥胖相關(guān)的基因,但對其仍知之甚少。上個月,發(fā)表在科學(xué)雜志《自然·通訊》上的一篇題為《豬脂肪和肌肉組織的基因組甲基化圖譜》的論文引起了廣泛關(guān)注。這篇論文由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)和深圳華大基因研究院主導(dǎo),中、美、英、加等四國共12個單位的50多位研究人員合作完成。
論文的第一作者、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李明洲是動物遺傳育種研究所豬研究室的研究人員,他進(jìn)行這項研究的初衷是了解什么原因影響豬肉的品質(zhì)。但讓他沒想到的是,這反而為研究人類肥胖的成因作出了貢獻(xiàn)。這是因為這一研究首次構(gòu)建了豬不同部位脂肪和肌肉組織的DNA甲基化圖譜,而這種最新被“解密”的DNA調(diào)控圖譜,和肥胖的形成密切相關(guān)。在豬身上的這一發(fā)現(xiàn)為未來研究人類肥胖成因奠定了表觀遺傳學(xué)基礎(chǔ)。
所謂“表觀遺傳學(xué)”,是與遺傳學(xué)相對應(yīng)的概念。遺傳學(xué)是指由基因序列改變所致的基因表達(dá)水平變化,而表觀遺傳學(xué)則是指基于非基因序列改變所致的基因表達(dá)水平變化,實際上是指遺傳物質(zhì)和調(diào)控它的蛋白質(zhì)的一些化學(xué)修飾。而DNA甲基化是最早被發(fā)現(xiàn)的修飾途徑之一,它能關(guān)閉某些基因的活性,控制基因表達(dá)。通俗地說,從遺傳學(xué)上來看,雖然DNA序列包含使每個人成為獨特個體的所有信息,但我們行為和外表的很多細(xì)節(jié)實際上由基因調(diào)控來決定。
“目前很多研究人員致力于尋找‘肥胖基因’,但僅依靠DNA序列信息并不能全面地解析肥胖的致病機制。DNA甲基化是表觀遺傳修飾的一個重要機制,在肥胖發(fā)生過程中具有十分重要的作用,因此,全面了解DNA甲基化的機制及功能對肥胖及其他疾病研究具有十分重要的意義。” 李明洲在接受媒體采訪時表示。
李明洲為本報提供的論文資料顯示,在研究中,研究者從3個品種的豬身上抽取8種脂肪組織和兩種骨骼肌肉組織,隨后進(jìn)行基因組范圍內(nèi)的DNA甲基化分析,最終建造了一個基因組DNA甲基化圖譜。通過進(jìn)一步分析,他們發(fā)現(xiàn)了和肥胖形成高度相關(guān)的明確的甲基化區(qū)域。他們還發(fā)現(xiàn)肌間脂肪(IAD)的甲基化模式和內(nèi)臟脂肪組織(VAT)更為相似,從而首次從表觀遺傳學(xué)角度證明肌間脂肪組織也是導(dǎo)致肥胖風(fēng)險的一個重要因素。
豬身上或能找到人類肥胖的基因密碼
對于論文獲得意料之外的關(guān)注,李明洲在接受媒體采訪時分析,原因在于豬是最接近人類的“模式動物”,此項研究對預(yù)防人類肥胖疾病的發(fā)生或有重要意義。
研究顯示,豬是人類肥胖疾病研究的理想動物模型,它的脂肪分布與人類的脂肪分布一一對應(yīng)。而且,豬與人類具有相似的代謝功能、心血管系統(tǒng)、成比例的器官大小、出生后棕色脂肪缺乏等特性,且與人類在遺傳學(xué)上也具有高度相似性,特別是由遺傳決定的代謝相似性,這使得豬成為研究人類肥胖、糖尿病及其并發(fā)癥的最佳模式動物。研究人員通過研究豬的脂肪分布發(fā)現(xiàn),不同部位的脂肪對于新陳代謝疾病影響不同,由利到弊的順序分別為:皮下脂肪、腹脂、板油(腎周脂肪)、腸系膜脂肪、肌間脂肪、大網(wǎng)膜(胃)、心包脂肪。同時,通過實驗觀察和對豬各部位脂肪的DNA進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可發(fā)現(xiàn),不同部位的脂肪對豬身體的危害程度是不同的。皮下脂肪對于能量儲存、新陳代謝很有好處,但是臟器里的脂肪危害特別大。
由研究豬肥胖的成因出發(fā),未來也許能找到人類肥胖的基因“密碼”,治療肥胖癥或不再是夢想。而在這一探索過程中,豬或可助人一臂之力。
肥胖引發(fā)新問題:供體器官短缺
隨著研究的深入,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)肥胖會帶來一個新問題:造成供體器官短缺。
前不久,在紐約舉行的美國全國腎基金會議上,來自北岸長島猶太健康系統(tǒng)移植中心的醫(yī)學(xué)博士Mala Sachdeva發(fā)表報告稱,有超過22%的潛在捐腎候選者因為體重的緣故被排除在捐獻(xiàn)者名單之外。從會議提供的數(shù)據(jù)來看,在研究者所在的移植中心,2008年~2011年之間,在104名潛在的腎捐獻(xiàn)者中僅有18%BMI(體重指數(shù))在正常范圍(25或更低)之內(nèi),大多數(shù)人在超重到肥胖之列:37%的人BMI在25~30之間,其余的則為30或更高。大多數(shù)移植中心會將BMI指數(shù)在35及以上的捐獻(xiàn)者排除在外,因為這會使捐獻(xiàn)者和接受者的風(fēng)險都更大。
盡管很多最初被排除在外的捐贈者試圖減重,但很少人會成功?!傲钊顺泽@的是,在被排除在外的22%潛在捐贈者中,僅有3人成功減重至可捐獻(xiàn)的體重,”Sachdeva說,“而且,我們可看到所有潛在捐贈者中竟有82%的人屬于超重到肥胖的范疇,這顯示必須采取行動解決肥胖問題,否則我們的‘捐贈池’將會減少?!?/SPAN>