人類(lèi)肥胖基因或與豬相似
日期：2012-06-13 08:09:59
自古以來(lái)，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(lái)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(shì)不可遏制。而最近又有報(bào)道稱(chēng)，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(yíng)養(yǎng)時(shí)，無(wú)意間發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致豬肥胖的重要機(jī)理。由于豬是研究人類(lèi)疾病最好的動(dòng)物模型，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)為未來(lái)解決人的肥胖困擾投射了一道曙光。
人類(lèi)肥胖之勢(shì)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(lèi)健康。世界衛(wèi)生組織稱(chēng)，每年至少有280萬(wàn)成人死于超重或肥胖。預(yù)計(jì)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(bào)告顯示，地球大氣中穩(wěn)步增長(zhǎng)的二氧化碳水平會(huì)影響人類(lèi)大腦中化學(xué)物質(zhì)的量，從而增加我們的食欲，對(duì)肥胖癥的形成有促進(jìn)作用。研究者解釋?zhuān)宋氪髿庵卸嘤嗟亩趸紩?huì)使血液變酸，又相應(yīng)地會(huì)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。“如果事實(shí)證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(huì)到達(dá)一個(gè)新維度。”哥本哈根大學(xué)肥胖和營(yíng)養(yǎng)學(xué)系主任Arne Astrup說(shuō)，“這將給予我一個(gè)解釋?zhuān)蔷褪菫楹芜@個(gè)星球上所有人群體重都在增長(zhǎng)。”
肥胖以及肥胖引起的相關(guān)健康風(fēng)險(xiǎn)在過(guò)去的數(shù)十年中正急劇增長(zhǎng)。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(guó)伯明翰亞拉巴馬大學(xué)營(yíng)養(yǎng)肥胖研究中心主任David Allison說(shuō)，多個(gè)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(guò)程。
正在變胖的不僅僅是人類(lèi)，研究顯示，全球的動(dòng)物們也在變胖。2010年，在雜志《皇家學(xué)會(huì)匯編B》上發(fā)表的一篇論文中，Allison和同事發(fā)現(xiàn)8個(gè)物種的24個(gè)群體在過(guò)去的50年間體重都不約而同地增長(zhǎng)了，其中包括實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)殖的動(dòng)物。研究者猜測(cè)：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(gè)物種體重增長(zhǎng)的一個(gè)重要原因。
DNA甲基化對(duì)豬肥胖起重要作用，人類(lèi)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(duì)其仍知之甚少。上個(gè)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(guó)共12個(gè)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(dòng)物遺傳育種研究所豬研究室的研究人員，他進(jìn)行這項(xiàng)研究的初衷是了解什么原因影響豬肉的品質(zhì)。但讓他沒(méi)想到的是，這反而為研究人類(lèi)肥胖的成因作出了貢獻(xiàn)。這是因?yàn)檫@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(lái)研究人類(lèi)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(duì)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(shí)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(shuō)，從遺傳學(xué)上來(lái)看，雖然DNA序列包含使每個(gè)人成為獨(dú)特個(gè)體的所有信息，但我們行為和外表的很多細(xì)節(jié)實(shí)際上由基因調(diào)控來(lái)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(jī)制。DNA甲基化是表觀遺傳修飾的一個(gè)重要機(jī)制，在肥胖發(fā)生過(guò)程中具有十分重要的作用，因此，全面了解DNA甲基化的機(jī)制及功能對(duì)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(shí)表示。
李明洲為本報(bào)提供的論文資料顯示，在研究中，研究者從3個(gè)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(gè)基因組DNA甲基化圖譜。通過(guò)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(xiǎn)的一個(gè)重要因素。
豬身上或能找到人類(lèi)肥胖的基因密碼
對(duì)于論文獲得意料之外的關(guān)注，李明洲在接受媒體采訪時(shí)分析，原因在于豬是最接近人類(lèi)的“模式動(dòng)物”，此項(xiàng)研究對(duì)預(yù)防人類(lèi)肥胖疾病的發(fā)生或有重要意義。
研究顯示，豬是人類(lèi)肥胖疾病研究的理想動(dòng)物模型，它的脂肪分布與人類(lèi)的脂肪分布一一對(duì)應(yīng)。而且，豬與人類(lèi)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(lèi)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(lèi)肥胖、糖尿病及其并發(fā)癥的最佳模式動(dòng)物。研究人員通過(guò)研究豬的脂肪分布發(fā)現(xiàn)，不同部位的脂肪對(duì)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(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和對(duì)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(duì)豬身體的危害程度是不同的。皮下脂肪對(duì)于能量?jī)?chǔ)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(lái)也許能找到人類(lèi)肥胖的基因“密碼”，治療肥胖癥或不再是夢(mèng)想。而在這一探索過(guò)程中，豬或可助人一臂之力。
肥胖引發(fā)新問(wèn)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(huì)帶來(lái)一個(gè)新問(wèn)題：造成供體器官短缺。
前不久，在紐約舉行的美國(guó)全國(guó)腎基金會(huì)議上，來(lái)自北岸長(zhǎng)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(bào)告稱(chēng)，有超過(guò)22%的潛在捐腎候選者因?yàn)轶w重的緣故被排除在捐獻(xiàn)者名單之外。從會(huì)議提供的數(shù)據(jù)來(lái)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(huì)將BMI指數(shù)在35及以上的捐獻(xiàn)者排除在外，因?yàn)檫@會(huì)使捐獻(xiàn)者和接受者的風(fēng)險(xiǎn)都更大。
盡管很多最初被排除在外的捐贈(zèng)者試圖減重，但很少人會(huì)成功。“令人吃驚的是，在被排除在外的22%潛在捐贈(zèng)者中，僅有3人成功減重至可捐獻(xiàn)的體重，”Sachdeva說(shuō)，“而且，我們可看到所有潛在捐贈(zèng)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(dòng)解決肥胖問(wèn)題，否則我們的‘捐贈(zèng)池’將會(huì)減少。”
