文獻分享:出生甲基化圖譜與兒童早期肥胖的關聯

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   兒童肥胖與整個生命過程中的各種疾病有關,包括高血壓和胰島素抗性。已發現多個與肥胖風險相關的「組學」因子,像是基因組、微生物組和表觀基因組因子。

  先前的研究表明,40-80% 的 BMI 變異可由遺傳因素進行解釋。但是,目前為止發現的單核苷酸多態性(SNP)的累積效應並不能解釋所有起因於遺傳學變異。具體來說,早期的全基因組關聯研究 (GWAS) 只能解釋大約 3% 的 BMI 變異。雖然統合分析將百分比提高到 20% 以上,但仍然無法解釋觀察到的肥胖遺傳性,該遺傳性接近 50% 。儘管有此差距,許多研究仍廣泛地開發多基因風險評分(PRS),並結合 GWAS 的變異來評估個體的疾病風險。

  除了遺傳因素之外,表觀遺傳修飾還可以為了解個體肥胖風險提供重要的見解,因為它們在位於種系時可以遺傳,並且可以透過環境因素進行修改。DNA 最常見的表觀遺傳修飾是 CpG 位點的胞嘧啶甲基化。當甲基化位於調控區時,在抑制基因表現中發揮作用;當甲基化位於基因體內時,則與活躍的基因轉錄相關。類似於以SNP 數據所建構的 PRS,甲基化風險評分(MRS)模型被開發出來。 MRS 是多個 CpG 位點甲基化狀態的線性組合,可能在臨床環境中有用,因為這些表觀遺傳標記可能受到環境條件的影響,因此可用於監測疾病風險隨時間的變化。

  在兒童肥胖的背景下,一些研究顯示超重和未超重的兒童之間外周血甲基化圖譜存在差異。其他研究已經確定了一些 CpG 位點,其在臍帶血中的甲基化狀態與3至7歲以及18歲以下兒童的肥胖有關。兒童臍帶血甲基化圖譜顯示受母體甲基化圖譜和影響妊娠的環境因素的影響。此外,已發現 MRS 與成人以及兒童BMI 相關。然而,先前兒童研究中使用的 MRS 是透過成人 BMI 表觀基因組廣泛關聯研究 (EWAS) 獲得的,因此尚不清楚出生時是否存在與兒童早期生長相關的特定基因甲基化模式。

  作者利用Illumina Infinium MmethylationEpic 晶片進行DNA 甲基化全基因組分析,並將有關兒童、孕產婦健康和各種環境因素的資訊納入迴歸分析中。最能預測嬰兒體重結果的眾多基因中,在臍帶血中總共發現了 23 個相關基因,在胎盤中總共發現了 10 個相關基因。值得注意的是,在臍帶血中,三個基因(PLIN4UBE2FPPP1R16B)的甲基化情況與所研究的三個體重指標是相關的。另外,根據兒童健康成長的兩項NSIGHT 和 SIBSIGHT收案研究,在預防兄弟姐妹兒童肥胖的早期干預已經有臨床證據。而作者在 SIBSIGHT 研究中調查48 名兒童的臍帶血和胎盤樣本中的上述基因,發現其甲基化與兒童早期生長呈現相關。最終,作者開發了甲基化風險評分 (MRS)模式,其可分辨最有可能患有兒童肥胖症的兒童,而提早進行預防干預措施。

 

參考文獻:

Journal of Developmental Origins of Health and Disease , Volume 15 , 2024 , e7