Жирові клітини можуть зберігати "пам'ять" про ожиріння навіть після втрати ваги

Епігенетичні зміни, спричинені ожирінням, можуть мати довготривалі наслідки, змінюючи активність генів та функцію жирових клітин навіть після втрати ваги.

У нещодавньому дослідженні, опублікованому в журналі Nature, команда вчених досліджувала, як жирова тканина, зокрема жирові клітини, зберігає транскрипційні зміни навіть після значної втрати ваги, що потенційно призводить до схильності до повторного набору ваги.

Використовуючи передові методи секвенування рибонуклеїнової кислоти (РНК), дослідники вивчили ці стійкі клітинні та генетичні зміни, щоб краще зрозуміти довгостроковий вплив ожиріння на метаболічне здоров'я.

Ожиріння створює серйозні ризики для здоров'я та майже неминуче призводить до метаболічних захворювань, пов'язаних з регуляцією інсуліну та серцево-судинними захворюваннями. Ефективна втрата ваги, чи то за допомогою дієти, зміни способу життя, ліків, хірургічного втручання або їх поєднання, має вирішальне значення для контролю ожиріння. Однак однією з головних проблем у лікуванні ожиріння залишається феномен «йо-йо», коли люди знову набирають вагу після початкової втрати.

Дослідження показують, що це відновлення ваги може бути результатом форми стійкої метаболічної пам'яті, яка зберігається навіть після втрати ваги та експресується в різних тканинах, таких як жирова тканина, печінка та імунні клітини. Епігенетичні механізми, які впливають на експресію генів без зміни послідовності ДНК, можуть відігравати ключову роль у підтримці цих ефектів.

Незважаючи на нещодавні досягнення, точні клітинні механізми, що лежать в основі цієї пам'яті про ожиріння, та її вплив на довгострокове управління вагою залишаються неясними. Тому в цьому дослідженні вчені проаналізували стійкість змін жирової тканини, пов'язаних з ожирінням, як у людей, так і у мишей.

Вони зібрали біопсії підшкірного жиру та сальникового жиру (особливий тип жиру в черевній порожнині) у людей з ожирінням до та через два роки після втрати ваги внаслідок баріатричної хірургії. Для забезпечення надійного порівняння вони також включили біопсії тих самих тканин від людей з нормальною вагою. Ці зразки були оброблені за допомогою одноядерного РНК-секвенування (snRNA-seq) для фіксації патернів експресії генів у тисячах клітин та аналізу змін, пов'язаних з ожирінням.

Для експериментів на мишах дослідники використовували моделі мишей з маркерами, специфічними для жирової тканини, що дозволяло точно профілювати транскрипційні та епігеномні зміни. Мишей розділили на групи на основі впливу дієти з високим вмістом жирів та подальшої втрати ваги. Були зібрані зразки жирової тканини, і після виділення ядер з клітин було проведено секвенування однонуклеотидної РНК (snRNA-sekvention) для виявлення генетичних змін, що збереглися в ядрах.

Дослідники також використовували ATAC-seq (аналіз транспозаз-доступного хроматину з секвенуванням) для оцінки доступності хроматину в адипоцитах та ідентифікації епігенетичних міток. Крім того, було проведено аналіз модифікації гістонів для визначення змін у регуляції експресії генів у різних типах клітин жирової тканини.

Результати показали, що жирова тканина як у людей, так і у мишей зберігає значні транскрипційні та епігенетичні зміни після значної втрати ваги. Зразки жирової тканини людини, зібрані до та через два роки після баріатричної хірургії, показали стійкі зміни в профілях експресії генів, особливо в адипоцитах. Ці зміни включали активність генів, пов'язаних з метаболічними процесами, запаленням та клітинною сигналізацією.

Епігенетичне профілювання мишей показало, що адипоцити також зберігали маркери, що вказують на попередній вплив ожиріння. Ці маркери зберігалися навіть після втрати ваги, що свідчить про розвиток епігенетичної «пам'яті», яка впливає на клітинні реакції.

Дослідники помітили, що модифікації гістонів, які є ключовими епігенетичними регуляторами активності генів, зберігалися у мишей, які раніше страждали на ожиріння. Ця епігенетична пам'ять робила клітини більш схильними до відновлення ваги при повторному введенні дієти з високим вмістом жирів, що призводило до швидшого відновлення ваги порівняно з мишами без попереднього ожиріння.

Крім того, дослідження показало, що ці зміни відбувалися переважно в адипоцитах, але також спостерігалися в інших типах жирових клітин, що вказує на широкий вплив на тканини. Ці результати підкреслюють роль стійких епігенетичних міток в ожирінні та демонструють, як вони можуть сприяти відновленню ваги навіть після успішного втручання.

На завершення, результати показали, що клітинні та епігенетичні зміни, спричинені ожирінням, можуть спричиняти схильність людей до повторного набору ваги через збережену пам'ять у жирових клітинах. Розуміння цих стійких змін може допомогти розробити майбутні методи лікування, спрямовані на усунення клітинної пам'яті про ожиріння. Порушення цієї пам'яті може покращити довгостроковий успіх втручань для схуднення та покращити метаболічне здоров'я людей з ожирінням.