物理科技生物学-PHYICA

人类未来健康结果的早期营养和表观遗传学预测

医学研究 2022-04-29 21:51:41

Credit: CC0公共域 胎儿早期发育期间的饥荒暴露与较高的死亡率、肥胖、糖尿病和精神分裂症相关

例如,这可以在二战中纳粹对荷兰的封锁导致的荷兰饥荒的幸存者身上看到

这场饥荒在70多年前就结束了,但对于在饥荒中孕育的幸存者来说,健康影响依然存在

动物模型实验表明,怀孕期间的饮食可以打开或关闭基因,并导致体重和其他健康相关影响的重大变化

贝勒医学院和伦敦卫生与热带医学院(LSHTM)的研究人员最近发表了一项关于“健康与疾病的发展起源”(DOHaD)假说的研究,该假说认为生命早期的营养和其他环境暴露对终身健康有重要影响

他们的发现发表在科学进展

在过去的10年里,冈比亚的研究人员采用了一种“自然实验”来研究DOHaD现象背后的机制

在自给农业社区,在一年的不同时间受孕的个体在早期发育期间经历了营养的巨大变化

研究人员调查了这种季节性和“脱氧核糖核酸甲基化”之间的联系——脱氧核糖核酸的分子标记系统可以打开或关闭基因

“使用这种方法,我们已经确定了儿童中的许多基因,在这些基因中,DNA甲基化状态似乎受到怀孕早期母亲饮食的影响

但一个主要问题是:“那又怎样?”博士说

托比·坎德勒,研究中心冈比亚分部的主要作者

为了解决这个问题,研究人员只关注了一个他们之前证明在受孕期间对营养敏感的基因:PAX8

该基因在甲状腺发育中起着关键作用,这表明了一个简单的假设:PAX8的营养相关甲基化差异会影响甲状腺的发育和功能

为了测试它,他们测量了数百名两岁冈比亚儿童的PAX8甲基化,以确定PAX8甲基化最高和最低的儿童(最高或最低10%以内)

当这些孩子5到8岁时,他们再次研究了这些孩子

这种方法表明低PAX8甲基化预测甲状腺体积增加(增大21%)和游离T4增加,游离是一种关键的甲状腺激素

尽管游离T4变化被认为在正常范围内,但游离T4增加与体脂和骨密度降低有关

儿童PAX8甲基化也与母亲受孕前后的营养有关,特别是与循环中维生素B6、B12、同型半胱氨酸和半胱氨酸的水平有关

综上所述,这些结果表明早期环境暴露、PAX8基因甲基化与甲状腺发育和功能之间存在联系,表明妊娠前后母体营养与早期胚胎持续多年的表观遗传变化之间存在分子途径联系,并对出生后健康产生影响

“PAX8是我们研究的第一个候选基因,用来询问这些营养敏感基因的低甲基化和高甲基化是否对以后的健康和代谢有任何影响,所以这些发现真的很令人兴奋,”Dr

马特·西尔弗,资深作家,冈比亚生命科学技术学院文学研究中心副教授

“我们已经确定了数千个在早期人类胚胎中存在个体水平甲基化差异的基因

其中许多与受孕前后的母体营养有关,因此这些结果表明,有巨大的潜力来更好地理解人类健康结果变异的表观遗传起源

罗伯特·沃特兰德,美国农业部/美国儿科学会儿童营养研究中心贝勒和德克萨斯儿童医院的儿科营养学教授

需要进一步的工作来确认特定营养物质和早期胚胎中建立的DNA甲基化标记之间的直接因果关系,这些标记会持续到儿童时期,甚至更久

长期目标是提供未来的公共卫生干预措施,旨在优化母亲怀孕前的营养,以改善其子女的健康状况

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