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        表觀遺傳變化和高脂肪飲食導致遺傳性心臟病
        
			
        
				2019-01-20 17:14:08
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        桑福德伯納姆Prebys醫(yī)學發(fā)現(xiàn)研究所(SBP)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種表觀遺傳標記物和兩種基因，這兩種基因?qū)е铝斯壓蟠男呐K衰竭。逆轉(zhuǎn)表觀遺傳修飾或過度表達這兩個基因，可以保護后代免受父母飲食對心臟的負面影響。
        

        表觀遺傳變化和高脂肪飲食導致遺傳性心臟病
        

        這項發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上的研究結(jié)果(“高脂肪飲食誘導的果蠅心臟脂肪毒性的代際遺傳”)有助于解釋肥胖相關的心力衰竭是如何遺傳的，并揭示了治療的潛在靶點。
        

        “肥胖與脂毒性心肌病、心力衰竭和死亡率密切相關。全球范圍內(nèi)，肥胖的發(fā)病率已達到驚人的比例，越來越多的證據(jù)表明，父母的營養(yǎng)狀況可能使他們的后代更容易患脂毒性心肌病。然而，到目前為止，代際心臟病風險的機制尚未闡明。我們在此報告，高脂肪飲食(HFD)導致的心臟功能障礙在果蠅體內(nèi)持續(xù)兩代，并與脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL/bmm)和轉(zhuǎn)錄輔助因子PGC-1這兩種關鍵代謝調(diào)節(jié)因子的表達減少有關。
        

        “我們提供的證據(jù)表明，在hfd喂養(yǎng)的父母的后代中，ATGL/bmm的靶向表達可以保護他們及其后代免受心臟脂肪毒性。”此外，我們發(fā)現(xiàn)脂毒性心肌病的代際遺傳與全身H3K27三甲基化升高有關。在hfd喂養(yǎng)的父母的后代中，降低H3K27的基因或藥理學三甲基化可預防心臟疾病。這表明代謝性內(nèi)穩(wěn)態(tài)是由表觀遺傳調(diào)控的。
        

        “多年來，科學家們一直希望找到肥胖的遺傳基礎，但答案仍然令人困惑和難以捉摸，”羅爾夫博德默博士說。博德默博士是這篇論文的高級作者，也是SBP發(fā)展、衰老和再生項目的主任和教授。“我們的發(fā)現(xiàn)揭示了高脂肪飲食導致心力衰竭的遺傳機制。我們還發(fā)現(xiàn)了一種表觀遺傳因子和基因靶點，可以保護個體免受父母或祖父母不良飲食的影響。
        

        有證據(jù)表明，懷孕期間的飲食會對孩子產(chǎn)生持久的影響。二戰(zhàn)期間荷蘭饑荒后出生的嬰兒患肥胖癥和冠心病的幾率更高。超重或肥胖的母親更有可能生下患有糖尿病或其他健康問題的孩子。然而，研究這些現(xiàn)象背后的遺傳和分子機制一直很困難，阻礙了科學家們打破遺傳鏈條的能力。
        

        導致人類疾病的基因中有80%也存在于蒼蠅中。此外，它們的管狀心臟只有80個心肌細胞(在人類中，這個管狀心臟折疊成我們心臟的四個腔室)。研究人員指出，果蠅與人類相似，簡單，生命周期短(每15天出生一代)，這使得果蠅成為研究人類心臟健康基因的絕佳模型。
        

        在這項研究中，科學家們用富含椰子油的食物喂果蠅五天。這些蒼蠅變得超重，并發(fā)展出模仿人類脂毒性心臟病的特征——心臟細胞中脂肪的堆積——并導致心臟衰竭，包括心律不齊和心臟收縮減弱。即使在正常飲食的情況下，他們的子女和孫輩也有心臟功能障礙。
        

        通過比較正常飲食的果蠅后代，科學家在組蛋白3 (H3K27me3)中發(fā)現(xiàn)了一種名為三甲基化賴氨酸27的遺傳表觀遺傳標記。在果蠅的整個過程中，降低表觀遺傳標記的水平可以保護后代免受心臟功能障礙的影響。
        

        研究人員還發(fā)現(xiàn)了兩種與新陳代謝有關的基因，即bmm和PGC-1基因，在隨后的兩代果蠅中被拒絕。通過過度表達這些基因來加速果蠅的新陳代謝，也保護了吃高脂肪食物的果蠅的子孫后代的心臟。即使下一代食用椰子油，這種保護作用也會持續(xù)下去。科學家們說，這項研究提供了進一步探索所需的概念驗證結(jié)果。
        

        博德默說:“接下來，我們想確定這些遺傳和表觀遺傳變化是如何以及何時遺傳的，以及它們在多大程度上來自父母。”“我們想要研究果蠅發(fā)育的各個階段——從卵到胚胎再到成年——來確定遺傳的主要變化是什么，以及這些變化是在什么時候發(fā)生的，從而導致代謝失衡和脂毒性心臟病。”我們得到的答案可能會幫助我們學習如何進行干預，阻止這些變化傳給下一代。
        
			

			
          
        
			
        
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