作者：探索菌發(fā)布日期：2018-07-16
7月11日，發(fā)表在Science Advances雜志上的一項(xiàng)研究稱(chēng)，科學(xué)家們已初步了解到，在受孕后的最初幾天里，我們基因上的標(biāo)記可能與未來(lái)不良健康結(jié)果有關(guān)。這項(xiàng)研究是了解胚胎對(duì)早期環(huán)境作出反應(yīng)的機(jī)制的重要一步，或能指導(dǎo)受孕前干預(yù)模式的制定，為未來(lái)健康打下基礎(chǔ)。
我們從父母那里繼承的基因被一套復(fù)雜的指令（即所謂的“表觀遺傳”）所覆蓋，這些指令決定了基因是如何表達(dá)的。表觀遺傳修飾有多種形式，控制著許多重要的生理過(guò)程。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，身體中的每個(gè)細(xì)胞都含有一組相同的遺傳基因，但表觀遺傳標(biāo)記確保了不同的基因組合被激活或關(guān)閉，從而形成各種細(xì)胞類(lèi)型，如肌肉、骨骼和神經(jīng)。
最新進(jìn)展
在最新研究中，研究人員通過(guò)分析成人和兒童基因組的特定區(qū)域——亞穩(wěn)外延等位基因 （MEs），該區(qū)域的甲基化修飾在受孕后的頭幾天就已存在。但迄今為止，還沒(méi)有科學(xué)家能理解這些標(biāo)記在受孕后最初幾天是如何運(yùn)作的。
為了找到答案，研究人員使用了中國(guó)人胚胎（均通過(guò)體外受精( IVF )受孕實(shí)現(xiàn)）的公開(kāi)數(shù)據(jù)，包括測(cè)量早期胚胎發(fā)育過(guò)程中多個(gè)階段的DNA甲基化（涵蓋精子和卵細(xì)胞，以及只分裂有少數(shù)細(xì)胞的胚胎）。
接著，研究小組追蹤了生命第一周DNA修飾的刪除和重建模式，并將此與妊娠6至10周的完全分化的胚胎的肝細(xì)胞的甲基化模式進(jìn)行了比較。
他們發(fā)現(xiàn)，與基因組上的其他區(qū)域相比，MEs在這些胚胎中顯示出非典型的模式。
與基因組中絕大多數(shù)甲基化位點(diǎn)相反，胚胎中肝細(xì)胞以及其他已分化細(xì)胞的基因組ME甲基化的變化要大得多。這表明MEs甲基化的建立可能對(duì)外部環(huán)境因素敏感。
研究人員認(rèn)為，這些區(qū)域可能已經(jīng)進(jìn)化到能夠感知營(yíng)養(yǎng)環(huán)境、記錄DNA信息，從而有助于嬰兒適應(yīng)環(huán)境。
此外，研究人員還解析了與MEs在基因組中的位置有關(guān)的其他因素，這些因素可能為解釋它們的異常行為提供進(jìn)一步的線(xiàn)索。
重要影響
通訊作者M(jìn)att Silver博士說(shuō):“以前我們的研究表明，這些區(qū)域的表觀遺傳標(biāo)記與受孕前后產(chǎn)婦營(yíng)養(yǎng)的差異有關(guān)，有幾個(gè)MEs與下一代未來(lái)的健康有關(guān)（盡管還需要進(jìn)一步的工作來(lái)證實(shí)這一點(diǎn)）；在新研究中，我們首次深入了解了這些標(biāo)記是如何在早期胚胎中形成的。我們發(fā)現(xiàn)，它們?cè)谏淖畛鯉滋毂憩F(xiàn)得與眾不同，這是了解我們?cè)缙诃h(huán)境如何影響我們的發(fā)展和未來(lái)健康的重要一步。”
研究人員介紹，此前在岡比亞進(jìn)行的一項(xiàng)“自然實(shí)驗(yàn)”研究表明，岡比亞雨季和旱季的飲食模式差異很大，母親（可能還有父親）的營(yíng)養(yǎng)狀況會(huì)影響MEs甲基化模式。另外一些證據(jù)表明，某些MEs的甲基化狀態(tài)與癌癥和肥胖風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。
該研究作者之一Andrew M. Prentice教授說(shuō)：“我們不能改變從父母那里繼承的基因，但這項(xiàng)工作表明，我們可能能夠改變支配這些基因運(yùn)作的表觀遺傳模式，例如，某些表觀遺傳標(biāo)記在受孕時(shí)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入敏感，這一事實(shí)說(shuō)明了父母雙方在懷孕前健康均衡飲食的重要性。”
“此外，這些發(fā)現(xiàn)也為在受孕前制定干預(yù)措施提供了令人興奮的可能性，這可能會(huì)降低后代患病的風(fēng)險(xiǎn)。”
一些局限性
目前，研究人員還需要更多的工作來(lái)確定母親和父親飲食的哪些組成部分以及其他環(huán)境因素能夠影響早期胚胎中的DNA甲基化模式，并更好地理解這些因素如何可能與晚年的不良健康結(jié)果相關(guān)聯(lián)。
同時(shí)，作者承認(rèn)他們的研究存在一些局限性，包括研究的胚胎數(shù)量少，以及很難確定基因變異在多大程度上影響DNA甲基化等。
參考資料：1）DNA marks in adults tracked back to changes in earliest days of life
原標(biāo)題：厲害了！中國(guó)人胚胎數(shù)據(jù)助力表觀遺傳研究，證明早期胚胎環(huán)境會(huì)影響未來(lái)健康
來(lái)源：生物探索
