Nature：意外！脂肪组织在减肥后保留了肥胖的表观遗传记忆

任何曾经试图减掉几公斤赘肉的人都知道这种挫败感：体重一开始会下降，但几周后又会恢复——溜溜球效应（yo-yo effect）发作了。在一项新的研究中，来自苏黎世联邦理工学院的研究人员如今能够证实这一切都是表观遗传学造成的。

相关研究结果于2024年11月18日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Adipose tissue retains an epigenetic memory of obesity after weight loss”。论文通讯作者为苏黎世联邦理工学院营养与代谢表观遗传学教授Ferdinand von Meyenn。

表观遗传学是遗传学的一部分，它所依据的不是碱基序列，而是碱基序列上微小但具有特征性的化学标记。碱基序列是经过长期进化而来的；我们都从父母那里继承了这些序列。

另一方面，表观遗传标记则更具动态性：环境因素、饮食习惯和身体状况（如肥胖）会在人的一生中改变这些标记。但它们可以保持稳定很多年，有时甚至几十年，在此期间，它们在决定哪些基因在细胞中活跃、哪些不活跃方面发挥着关键作用。

论文共同第一作者、von Meyenn团队的博士生Laura Hinte说，“表观遗传学告诉细胞它是什么样的细胞，它应该做什么。”

肥胖的表观遗传记忆

在Hinte、von Meyenn和他们的同事Daniel Castellano Castillo的领导下，他们寻找了小鼠溜溜球效应的分子原因。他们分析了超重小鼠和通过节食减掉多余体重的小鼠的脂肪细胞。他们的研究发现，肥胖会导致脂肪细胞的细胞核发生特征性的表观遗传变化。这些变化的特别之处在于，即使在节食之后，它们依然存在。

von Meyenn说，“脂肪细胞会记住超重的状态，并且更容易恢复到这种状态。”他们能够证实带有这些表观遗传标记的小鼠在再次摄入高脂肪饮食后体重恢复得更快。“这意味着我们找到了溜溜球效应的分子基础。”

人类脂肪组织在减肥手术诱导的体重减少后保留了细胞转录的变化

他们还在人类身上发现了这种机制的证据。他们分析了曾接受过胃缩小术或胃旁路手术的超重者的脂肪组织活检样本。这些组织样本来自卡罗林斯卡医学院以及莱比锡、德累斯顿和卡尔斯鲁厄医院开展的多项研究。在这些样本中，他们分析的是基因表达而不是表观遗传标记。不过，他们获得的研究结果与针对小鼠的研究结果一致。

预防是关键

他们尚未研究的问题是，脂肪细胞能记住肥胖多久。Hinte说，“脂肪细胞是长寿细胞。在我们的身体用新细胞取代它们之前，它们平均能活十年。”

目前还无法用药物改变脂肪细胞的细胞核中的相关表观遗传标记，从而消除表观遗传记忆。Hinte说，“也许将来我们能做到这一点。但目前，我们不得不忍受这种记忆效应。”

von Meyenn 补充说，“正是因为这种记忆效应，所以首先避免超重是非常重要的，因为这是对付溜溜球效应最简单的方法。”他们将这一信息主要传达给儿童、青少年及其父母。

在这项新的研究中，他们首次证实脂肪细胞拥有肥胖的表观遗传记忆。不过，他们并不认为脂肪细胞是唯一具有这种记忆的细胞。

von Meyenn说，“其他身体细胞也可能在溜溜球效应中发挥作用。”可以想象，大脑、血管或其他器官中的细胞也会记住肥胖，并促成这种效应。至于实际情况是否如此，这正是他们接下来想弄清楚的。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Laura C. Hinte et al. Adipose tissue retains an epigenetic memory of obesity after weight loss. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-08165-7.