贝勒医学院的研究人员找到了一个旧问题的新答案：婴儿期过度营养如何导致糖尿病等长期健康问题?这份由环境表观遗传学杂志发表的报告重点关注产生胰岛素和其他激素的胰岛胰岛。
在出生后的前21天(他们的“婴儿期”)营养过剩的小鼠胰岛倾向于获得DNA甲基化标签，改变基因表达的化学修饰，而未营养过剩的小鼠显示出相似的变化，但在生命的后期。
“几十年来人们都知道，在哺乳期间营养过剩的老鼠体重超重，一生中都容易患病。特别是，他们在控制血糖水平方面存在问题，”通讯作者Robert A. Waterland博士说。 ，儿科教授 - 贝勒医学院和德克萨斯儿童医院的美国农业部/ ARS儿童营养研究中心的营养学和贝勒的分子和人类遗传学。
先前的研究还表明，患有2型糖尿病的患者在其产生胰岛素的胰岛中已经改变了DNA甲基化，即甲基化学基团的添加。这些改变与胰岛功能障碍和糖尿病的发病有关，但它们如何发生仍然是一个谜。
为了阐明这一重要话题，Waterland及其同事研究了早期产后过度营养是否会改变胰岛的表观遗传发育。
表观遗传学是指确定哪些基因在不同细胞类型中打开或关闭的分子机制。将一个人的DNA视为计算机硬件，将表观遗传学视为决定计算机可以做什么的软件。表观遗传学的工作原理是在基因上添加或删除化学标记以标记应该使用的标记。DNA甲基化是研究较好的标签之一，在发育过程中起着重要作用。
研究人员与两组小鼠一起工作，其中一组在婴儿期营养不良，另一组则没有代表对照组。“在哺乳期调整产仔数提供了一种自然的方法来过度滋养小鼠幼仔，”Waterland说，他是一名成员。 Baylor的Dan L Duncan综合癌症中心“正常大小的窝有大约10只小鼠，并作为我们的对照组。营养不良的小组来自妈妈，他们的窝子减少到每只只有4只小狗。这些小狗得到'你可以吃自助餐'并且到时候变得超重断奶“。
但体重不是两组幼犬之间的唯一区别。研究人员在21天(断奶)和出生后180天(小鼠的中年)中对营养过剩和对照小鼠的胰岛应用了基因组规模的DNA甲基化分析。
结果显示，来自对照小鼠的胰岛在老化时倾向于获得DNA甲基化。然而，与对照相比，营养过剩的小鼠胰岛在断奶时表现出DNA甲基化的增加。出乎意料的是，中年对照组的DNA甲基化谱与21日龄较小的营养不良小鼠的DNA甲基化谱之间存在实质性重叠。
“在断奶时代，营养过剩的小鼠胰岛显示出类似于老年小鼠的表观遗传特征，”沃特兰说。“我们的解释是，产后过度营养导致胰岛的表观遗传老化加速。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老化可能有助于解释婴儿期营养过剩如何增加晚年患糖尿病的风险。”
糖尿病是全世界严重的，普遍存在的健康问题。根据疾病控制和预防中心2017年的报告，美国9.3%的人口 - 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，肾功能衰竭和脚趾，脚或腿的截肢。
“在儿童营养过剩和肥胖不断升级的这些日子里，我们迫切需要了解营养过剩对人类婴儿期的不良影响。我认为，在这些关键的发育阶段优化营养将被证明是预防成人疾病的有效方法，”Waterland说过。
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