从摇篮到坟墓:产后营养过剩与衰老有关

贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的研究人员为一个老问题找到了新的答案:婴儿时期的营养过剩如何导致糖尿病等长期健康问题?这份报告发表在今天的杂志上环境表观遗传学该研究的重点是朗格汉斯胰岛(胰岛产生胰岛素和其他激素)。

在出生后的头21天(它们的“婴儿期”)营养过剩的小鼠的胰岛往往会获得DNA甲基化标记，这种化学修饰会改变基因表达，而营养不足的小鼠则表现出类似的变化，但在生命的后期。

“几十年来，人们都知道，在哺乳期营养过剩的老鼠会一直超重，而且一生都容易患病。特别是，他们在调节血糖水平方面存在问题，”通讯作者罗伯特·a·沃特兰博士说，他是贝勒医学院和德克萨斯儿童医院美国农业部/ARS儿童营养研究中心的儿科营养学教授，也是贝勒大学分子和人类遗传学教授。ob体育开户网址

先前的研究还表明，2型糖尿病患者的DNA甲基化改变了，即在他们产生胰岛素的胰岛中增加了甲基化学基团。这些变化与胰岛功能障碍和糖尿病的发生，但它们是如何发生的仍然是一个谜。

为了阐明这一重要的课题，Waterland和他的同事们调查了出生后早期营养过剩是否会改变胰岛的表观遗传发育。

表观遗传学是指在不同的细胞类型中决定哪些基因会被开启或关闭的分子机制。把一个人的DNA想象成计算机硬件，而表观遗传学则是决定计算机功能的软件。表观遗传学通过在基因上添加或删除化学标签来标记那些应该使用的基因。DNA甲基化是目前研究较好的标记之一，在发育过程中起着重要作用。

研究人员研究了两组小鼠，一组在婴儿期营养过剩，另一组则没有对照组贝勒大学丹·邓肯综合癌症中心的沃特兰说:“在哺乳期调整窝崽的数量是一种让幼鼠营养过剩的自然方法。”“正常大小的窝有大约10只老鼠，作为我们的对照组。营养过剩的那一组来自那些每窝只产4只幼崽的妈妈。这些幼崽吃的是‘自助餐’，断奶时就会超重。”

但体重并不是两组幼崽之间的唯一区别。研究人员在出生后21天(断奶)和180天(对小鼠来说是中年)对营养过剩的小鼠和对照小鼠的胰岛进行了基因组尺度的DNA甲基化分析。

结果显示，对照组小鼠的胰岛随着年龄的增长倾向于获得DNA甲基化。然而，与对照组相比，营养过剩小鼠的胰岛在断奶时DNA甲基化增加。出乎意料的是，中年对照组的DNA甲基化谱与21天大营养过剩的年轻小鼠的DNA甲基化谱有很大的重叠。

“到断奶年龄时，营养过剩的小鼠的胰岛显示出与年龄大得多的小鼠相似的表观遗传特征老鼠沃特兰说。“我们的解释是，出生后营养过剩导致胰岛的表观遗传衰老加速。由于调节血糖的能力随着年龄的增长而下降，这种过早的表观遗传衰老可能有助于解释婴儿时期的营养过剩如何增加晚年患糖尿病的风险。”

糖尿病是全世界普遍存在的严重健康问题。根据美国疾病控制与预防中心2017年的一份报告，9.3%的美国人口(约3000万人)患有这种疾病，这增加了严重健康并发症的风险，包括过早死亡、视力丧失、心脏病、中风、肾衰竭和截肢脚趾、脚或腿。

“在儿童营养过剩和肥胖不断升级的今天，我们迫切需要了解人类婴儿营养过剩的不良后果。我相信，在发育的关键时期优化营养将被证明是预防成人疾病的有效方法，”沃特兰说。