减肥难的分子学证据!Nature研究表明“减肥后的反弹” 与表观遗传变化有关

文摘   2024-12-04 11:30   北京  

肥胖及其相关并发症已构成了重大的健康风险。临床上治疗肥胖的主要目标是实现显著的体重减轻(WL),通常通过严格的饮食和生活方式干预、药物治疗或减重手术(bariatric surgery ,BaS)实现。依赖行为和饮食变化的策略往往只能导致短期的体重减轻,并且容易反弹。虽然我们早就知道人体在减肥后往往会反弹,但尚不清楚如何以及为什么会发生这种情况。

近期,发表在Nature上的一项研究“Adipose tissue retains an epigenetic memory of obesity after weight loss”发现了该现象背后的分子机制,研究显示,即使在体重大幅下降之后,体内的脂肪细胞也会携带肥胖的 “记忆”,这一发现可能有助于解释为什么减肥计划之后很难保持身材苗条。

这种记忆的产生是因为经历过肥胖后细胞的表观基因组会发生变化。表观基因组是一组化学标签,可以在细胞的DNA和蛋白质上添加或去除,有助于提高或降低基因的活性。对于脂肪细胞来说,基因活性的变化似乎使它们无法发挥正常功能。该研究表明,这种损伤以及基因活性的变化会在体重下降到健康水平后长期存在。


脂肪细胞的记忆

为了弄清体重为何会在减轻后迅速反弹,该研究团队分析了一组严重肥胖症患者和一组从未患过肥胖症的对照组患者的脂肪组织。他们发现,与对照组的脂肪细胞相比,肥胖组脂肪细胞中的某些基因更为活跃,而其他基因则不太活跃。

即使是减肥手术也无法改变这种模式。肥胖症患者在接受减重手术两年后,体重大幅下降,但其脂肪细胞的基因活动仍显示出与肥胖相关的模式。科学家们在大量减肥的小鼠身上也发现了类似的结果。

在人类和小鼠的脂肪细胞中,肥胖期间被调高的基因参与刺激炎症和纤维化,这会形成僵硬的疤痕状组织。而被抑制的基因则有助于脂肪细胞正常运作。对小鼠的研究发现,基因活性的这些变化与表观基因组的变化有关。

科学家们通过让肥胖的老鼠节食来测试这些变化的持久性。在老鼠重新变瘦几个月后,它们的表观基因组的变化仍然存在,就好像这些细胞“记住”了自己曾经是一个肥胖的身体。

该研究的合著者、苏黎世联邦理工学院表观基因组专家Ferdinand von Meyenn说,目前还不清楚人体对肥胖的记忆会持续多久。“他说:"这种记忆可能会在某个时间窗口消失。但我们还不知道。”

减肥后容易反弹

为了更好地理解这种记忆的影响,研究人员研究了肥胖后瘦下来的老鼠的脂肪细胞。这些细胞比从未肥胖的对照组小鼠的脂肪细胞吸收了更多的糖和脂肪。先前肥胖的老鼠在高脂肪饮食中也比对照组的老鼠体重增加得更快。这些发现表明减肥后脂肪细胞的“记忆”使其容易反弹:表观遗传记忆促成了脂肪细胞转录反应的改变,并为脂肪细胞进一步摄入高脂肪提供了病理反应的准备,从而促成了小鼠减肥后反弹。

脂肪细胞存在的这种假定的致肥胖表观遗传记忆,为改善人类减肥后的维持提供了新的潜在治疗途径。虽然该研究实验侧重于肥胖症,但表观遗传记忆也可能在包括成瘾性疾病在内的许多其他情况下发挥作用。靶向表观遗传编辑和表观基因组全局重塑的最新进展提供了前景广阔的新方法。

但是,关于这种脂肪细胞记忆与减肥后的回弹是否是因果关系还不确定。

一些没有参与这项研究的科学家指出,这篇论文并不能证明表观遗传改变导致了老鼠的身体变化。波士顿贝斯以色列女执事医疗中心(Beth Israel Deaconess Medical Center)研究脂肪组织的生物学家Evan Rosen说,这篇论文列出的脂肪细胞的表观遗传改变是有价值的,但很难确定哪些变化驱动了脂肪细胞的挥之不去的记忆。

Ferdinand von Meyenn对此也表示赞同,这是相关性,但还不是因果关系,他们团队也正在研究这个问题。这项研究的另一位合著者、瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)生物学家(Laura Hinte)说,研究结果表明,试图瘦身的人往往需要长期护理,以避免体重反弹。

因此,预防肥胖是关键,减肥的人“可以(保持)苗条,但这需要大量的努力和精力”。


论文地址:
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08165-7#Sec3

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