Метилирование ДНК позволило предсказать риск развития диабета

Международная исследовательская группа показала, что ожирение вызывает эпигенетические изменения во множестве участков по всему геному, включая гены, связанные с метаболизмом липидов и липопротеинов и воспалением. По характеру этих изменений, как оказалось, можно предсказать риск развития диабета 2 типа — причем с большей уверенностью, чем по таким традиционным маркерам как тип ожирения или содержание глюкозы в крови. Статья опубликована в журнале Nature.

Около 1,5 миллиарда людей имеют избыточный вес или страдают ожирением и имеют повышенный риск развития диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний и нарушений метаболизма. В предыдущих исследованиях было показано, что ожирение вызывает эпигенетические изменения (а именно, изменения статуса метилирования ДНК) в некоторых локусах: например, в жировой ткани и скелетных мышцах.

Авторы новой статьи провели полногеномное исследование ассоциаций, чтобы выяснить, как индекс массы тела ассоциирован с метилированием ДНК. В анализ включили 5387 человек европейского и индийского происхождения. Всего с индексом массы тела оказалось ассоциировано метилирование в 187 генетических локусах. Для этих локусов авторы сравнили уровни метилирования ДНК в разных тканях: крови, жировой ткани, печени, поджелудочной железе, селезенке и мышцах. Хотя в целом уровень метилирования в крови и печени хорошо отражал уровень метилирования в других тканях, в некоторых случаях эффект был специфичным для типа ткани. Например, для 91 локуса ассоциация метилирования с индексом массы тела оказалась самой сильной в жировой ткани.

Анализ ассоциаций показал, что обнаруженные изменения метилирования ДНК в основном являются последствием, а не причиной ожирения. Авторы идентифицировали 38 генов, экспрессия которых зависит от обнаруженных эпигенетических изменений. Эффект метилирования наблюдался для экспресси этих генов в крови, жировой ткани и печени. Среди этих генов были гены, участвующие в метаболизме липидов и липопротеинов, транспорте аминокислот и воспалительных сигнальных путях.

Также оказалось, что по изменениям метилирования можно предсказать риск развития диабета 2 типа. При этом ассоциация риска развития диабета с метилированием оказалась для многих локусов более сильной и независимой от ассоциаций риска развития заболевания с традиционными маркерами, такими как тип ожирения, содержание глюкозы в крови натощак или повышенный уровень инсулина в крови. Иными словами, предсказательная сила эпигенетических маркеров оказалась выше предсказательной силы традиционных маркеров риска развития диабета 2 типа — и, что важно, независимой от них.

Как заключают авторы, эти результаты в будущем, возможно, позволят использовать метилирование ДНК в качестве маркера для идентификации людей с «метаболически неблагоприятными» типами ожирения, имеющих повышенный риск развития диабета 2 типа.

Ранее ученые показали, что ожирение вызывает эпигенетические изменения в сперме мужчин, которые могут передаваться их детям и увеличивать вероятность развития у них ожирения. Недавно такое эпигенетическое наследование склонности к ожирению было также подтверждено в экспериментах на мышах.

Софья Долотовская