作者:J. Andrew Pospisilik 来源:《细胞》 发布时间:2016/2/16 13:50:33
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科学家发现肥胖分子开关

 

同卵双胞胎的体重并不一定相同,一项新研究或许给出了其中的答案。

图片来源:Image Source Plus/Alamy

同卵双胞胎在所有的事情上几乎都一样,从眼睛的颜色到喜欢的食物,但他们却在一个最重要的特征上产生了分歧:那就是体重。一项新研究揭示了肥胖的一种分子机制,或许能够解释双胞胎中为什么一个人可以非常胖,而另一个人却又很瘦。

遗传因素会影响人们的胖瘦,但是基因研究人员一直无法解释某些人之间的体重差异。具有不相同体重的同卵双胞胎便是一个典型的例子。那么导致这一差异的原因是什么呢?

肠道微生物组的改变可能是一种解释。还有就是后生变化,或者基因活性的变化。当分子抓住周围的脱氧核糖核酸(DNA)或蛋白质,从而“开启”或“关闭”相关基因,就会发生这些变化。

由环境因素触发的表观遗传修饰能够被一代一代传递下去。这种类型的传递曾发生在“饥饿的冬天”——在第二次世界大战末期,因德国切断了荷兰部分地区的粮食供给而引发了饥荒。在这次饥荒期间怀孕的母亲生下的孩子在后来的几十年中更倾向于发生肥胖,这表明母亲的饮食对于后代的新陈代谢具有持久的影响。然而哪一种表观遗传变异在人体中促成了肥胖却依然没有搞清。

因此当多年以后,德国弗莱堡市马普学会免疫生物学与表观遗传学研究所生理学家J. Andrew Pospisilik与同事,在一些变异小鼠中注意到一种奇怪的体重获取模式后便觉得很感兴趣。这些小鼠只有名为Trim28的一种基因的一个拷贝,并且研究人员发现它们中的大多数不是胖就是瘦,很少有动物介于两者之间。

为了搞清其中的原因,科学家测量了这些啮齿动物中的基因活性。Trim28能够控制其他几种基因的活性,从而使其成为一个表观遗传修饰因子。在肥胖小鼠中,一组相互作用基因的活性被调低了。之前的研究已经表明,这些基因与体重管理有关,并且其中一些在脂肪细胞以及下丘脑(能够引发饥饿的大脑区域)中被激活。这些基因的功能尚未完全搞清,但Pospisilik和同事推断,Trim28帮助形成了一种后生开关,能够通过抑制这些基因促进肥胖。

但是相同的机制在肥胖的人群中也起作用吗?比较而言,小鼠只有Trim28基因的一个拷贝,而人体携带了两个拷贝。为了找到问题的答案,研究人员从在医院进行外科手术的儿童身上采集了脂肪样本。结果显示,在肥胖儿童中,TRIM28活性在其脂肪中非常低。Pospisilik指出,在研究人员的TRIM28测量数据中,“儿童的一个子集看起来与肥胖小鼠的非常类似”。

研究人员同时还分析了其中有一个人肥胖的13对同卵双胞胎的数据。在肥胖的双胞胎中,TRIM28的活性在其脂肪中被大大削减了。研究人员日前在《细胞》杂志网络版上报告了这一研究成果。

Pospisilik表示:“我们发现,你可以在完全没有遗传基础的情况下拥有很强的肥胖表型。”他强调,研究人员习惯于认为表观遗传效应可能只会将人们的体重改变几公斤。但Pospisilik说,如果人体获得的体重相当于小鼠获得的重量,那么这之间的差别相当于“进入了橄榄球队而不是羽毛球队”。

并未参与该项研究的美国布朗大学遗传流行病学家Jeanne McCaffery表示:“这项研究向我们提供了有关肥胖的一个新的潜在机制。”她说,这对于那些正在寻找方法防止或逆转这种情况的研究人员而言可谓是一个好消息。“可能会有多个肥胖亚型适合于不同的治疗方法。”

Pospisilik指出有几个对于儿童肥胖而言相对危险的因素,例如母亲在怀孕期间吸烟以及不良的饮食习惯。但瑞典马尔默市隆德大学糖尿病中心遗传流行病学家Paul Franks表示:“现在最大的问题是究竟是什么引发了肥胖开关的翻转。”他说:“如果你能够确定这到底是什么,你便为随后的治疗打下了基础。”(来源:中国科学报 赵熙熙)

 
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