پیش بینی BMI بر اساس مطالعات اپی ژنتیکی

مقدمه

به طور کلی، افراد چاق در معرض خطر بالای ابتلا به دیابت نوع 2 و بیماری های قلبی عروقی هستند. از آنجایی که چاقی در سطح جهانی در حال افزایش است، شناسایی مکانیسم های مولکولی ضروری است.  مکانیسم‌های اپی ژنتیک باعث تغییر در عملکرد ژن بدون تغییر در توالی DNA می شوند. متیلاسیون DNA، یک مکانیسم اپی ژنتیکی به خوبی مطالعه شده است و زمانی رخ می دهد که یک گروه متیل در یک جفت نوکلئوتید سیتوزین-گوانین (CpG)  به سیتوزین متصل شود.

متیلاسیون DNA با مهار فاکتورهای رونویسی و استفاده از بازسازی کننده های کروماتین بر بیان ژن تأثیر می گذارد. تحقیقات در مورد متیلاسیون DNA می تواند در بهتر کردن روند درمانی بیمار مفید باشد. قابل ذکر است، متیلاسیون DNA به یک نشانگر زیستی مهم برای نظارت بر وضعیت سلامت تبدیل شده است.

سن یک فرد را می توان با استفاده از وضعیت متیلاسیون مجموعه ای از سایت های CpG به طور دقیق تخمین زد. با این حال، اگر سن پیش بینی شده اپی ژنتیکی یک فرد بالاتر از سن واقعی باشد، در معرض خطر بیشتری برای ابتلا به بیماری های قلبی عروقی، سرطان و دیابت قرار دارد.

چندین مطالعه ارتباط بین متیلاسیون DNA و شاخص توده بدنی (BMI) را که معمولاً برای تعیین چاقی استفاده می شود، بررسی کرده اند. این مطالعات چاقی را با متیلاسیون DNA مرتبط می‌دانند.

درباره این مطالعه

مطالعه اخیر منتشر شده در مجله آمریکایی ژنتیک انسانی این فرضیه را مطرح کرد که بررسی چاقی براساس میزان متیلاسیون DNA می تواند معیارهای مهمی برای سلامت متابولیک ارائه دهد. این مطالعه متاآنالیز BMI در مقیاس اپی ژنوم گسترده (EWAS) از نه مطالعه کوهورت مبتنی بر جمعیت برای شناسایی مکان‌های CpG شناخته نشده مرتبط با چاقی استفاده کرد.

محققین بررسی کردند که آیا افرادی که BMI آنها توسط متیلاسیون DNA پیش‌بینی نشده بود، وضعیت سلامت متابولیک متفاوتی داشتند یا خیر. در مجموع 17034 شرکت‌کننده از شش EWAS در مطالعه وارد شدند. همه شرکت کنندگان متعلق به اروپا، آفریقا یا جنوب آسیا بودند. اگر BMI و نمونه‌های خون برای متیلاسیون DNA در همان سال مورد تجزیه و تحلیل قرار نگرفت، شرکت‌کنندگان از مطالعه حذف شد.

یافته های مطالعه

حدود 99 درصد از سایت‌های CpG شناسایی‌شده در این مطالعه با ژن‌های کدکننده چندین مسیر متابولیک و التهابی مرتبط بودند. سطح پایین التهاب نشانه چاقی است که می تواند باعث اختلال قابل توجه متابولیک شود. در مجموع 1238 سایت CpG به طور قابل توجهی با BMI در گروه های مختلف نژادی یا قومی مرتبط بود. علاوه بر این، پنج سایت CpG به طور متفاوت با BMI بین آمریکایی های آفریقایی تبار و سفیدپوستان اسپانیایی مرتبط بود.

بر اساس پیش‌بینی‌های متیلاسیون DNA، زمانی که BMI اندازه‌گیری‌شده بالاتر از تخمین‌های پیش‌بینی‌شده بود، فرد در سلامت متابولیک ضعیفی در نظر گرفته شد. این افراد در مقایسه با افرادی که BMI آنها به طور دقیق پیش بینی شده بود، سطح بالاتر گلیسیرید و گلوکز خون ولی سطح کلسترول HDL کمتری داشتند.

افراد با BMI اپی ژنتیک بالا یا افرادی که BMI آنها توسط مارکرهای اپی ژنتیک بیش از حد پیش بینی شده بود، از جهت مارکرهای قلبی، متابولیک ضعیف تری داشتند.

نتیجه گیری

مطالعه حاضر نشان داد که متیلاسیون DNA یک پیش بینی کننده دقیق BMI فعلی و یک پیش بینی ضعیف برای BMI آینده است. سایت‌های جدید CpG، که با BMI مرتبط بودند، نیز شناسایی شدند. علاوه بر این، پروفایل های مولکولی منحصر به فرد مرتبط با چاقی در افراد آفریقایی تبار نشان داده شد. تحقیقات بیشتری برای درک اینکه آیا متیلاسیون DNA مرتبط با BMI بر وضعیت سلامت متابولیک تأثیر می‌گذارد، مورد نیاز است.

منبع:

Do, L. W., Sun, D., Meeks, K., et al. (2023) Epigenome-wide meta-analysis of BMI in nine cohorts: Examining the utility of epigenetically predicted  BMI. The American Journal of Human Genetics.
doi:10.1016/j.ajhg.2022.12.014