Maaaring mapanatili ng mga fat cell ang 'memorya' ng labis na katabaan kahit na matapos ang pagbaba ng timbang

Ang mga pagbabago sa epigenetic na dulot ng labis na katabaan ay maaaring magkaroon ng pangmatagalang epekto, binabago ang aktibidad ng gene at fat cell function kahit na pagkatapos ng pagbaba ng timbang.

Sa isang kamakailang pag-aaral na inilathala sa journal Nature, isang pangkat ng mga siyentipiko ang sumusuri kung paano ang adipose tissue, partikular na ang mga fat cells, ay nagpapanatili ng mga pagbabago sa transkripsyon kahit na pagkatapos ng makabuluhang pagbaba ng timbang, na posibleng humahantong sa isang predisposisyon sa timbang na mabawi.

Gamit ang mga advanced na ribonucleic acid (RNA) sequencing techniques, pinag-aralan ng mga mananaliksik ang mga patuloy na pagbabago sa cellular at genetic na ito upang mas maunawaan ang pangmatagalang epekto ng obesity sa metabolic health.

Ang labis na katabaan ay nagdudulot ng malubhang panganib sa kalusugan at halos hindi maiiwasang humahantong sa mga metabolic na sakit na nauugnay sa regulasyon ng insulin at sakit sa cardiovascular. Ang epektibong pagbaba ng timbang, sa pamamagitan man ng diyeta, mga pagbabago sa pamumuhay, mga gamot, operasyon, o kumbinasyon ng mga ito, ay kritikal sa pamamahala ng labis na katabaan. Gayunpaman, ang isa sa mga pangunahing hamon sa paggamot sa labis na katabaan ay nananatiling "yo-yo" na kababalaghan, kung saan ang mga tao ay bumabalik ng timbang pagkatapos ng unang pagkawala nito.

Iminumungkahi ng pananaliksik na ang pagbabalik ng timbang na ito ay maaaring resulta ng isang uri ng paulit-ulit na metabolic memory na nagpapatuloy kahit pagkatapos ng pagbaba ng timbang at ipinahayag sa iba't ibang mga tisyu, tulad ng adipose tissue, atay, at mga immune cell. Ang mga mekanismo ng epigenetic, na nakakaimpluwensya sa pagpapahayag ng gene nang hindi binabago ang pagkakasunud-sunod ng DNA, ay maaaring may mahalagang papel sa pagpapanatili ng mga epektong ito.

Sa kabila ng mga kamakailang pagsulong, ang mga tiyak na mekanismo ng cellular na pinagbabatayan ng memorya ng labis na katabaan at ang epekto nito sa pangmatagalang pamamahala ng timbang ay nananatiling hindi malinaw. Samakatuwid, sa pag-aaral na ito, sinuri ng mga mananaliksik ang pagpapatuloy ng mga pagbabago na nauugnay sa labis na katabaan sa adipose tissue sa parehong mga tao at mga daga.

Nangolekta sila ng mga biopsy ng subcutaneous fat at omental fat (isang espesyal na uri ng taba sa lukab ng tiyan) mula sa mga taong napakataba bago at dalawang taon pagkatapos ng pagbaba ng timbang dahil sa bariatric surgery. Upang matiyak ang maaasahang mga paghahambing, isinama din nila ang mga biopsy ng parehong mga tisyu mula sa mga taong normal ang timbang. Ang mga sample na ito ay naproseso gamit ang single-nucleus RNA sequencing (snRNA-seq) upang makuha ang mga pattern ng expression ng gene sa libu-libong mga cell at pag-aralan ang mga pagbabago na nauugnay sa labis na katabaan.

Para sa mga eksperimento ng mouse, gumamit ang mga mananaliksik ng mga modelo ng mouse na may mga marker na partikular sa adipose tissue, na nagbibigay-daan para sa tumpak na pag-profile ng mga pagbabago sa transkripsyon at epigenomic. Ang mga daga ay nahahati sa mga grupo batay sa pagkakalantad sa isang mataas na taba na diyeta at kasunod na pagbaba ng timbang. Ang mga sample ng adipose tissue ay nakolekta, at pagkatapos na ihiwalay ang nuclei sa mga cell, isinagawa ang snRNA-seq upang matukoy ang mga pagbabagong genetic na napanatili sa nuclei.

Ginamit din ng mga mananaliksik ang ATAC-seq (pagsusuri ng transposase-accessible chromatin na may sequencing) upang masuri ang accessibility ng chromatin sa adipocytes at makilala ang mga epigenetic mark. Bilang karagdagan, ang pagsusuri sa pagbabago ng histone ay isinagawa upang matukoy ang mga pagbabago sa regulasyon ng expression ng gene sa iba't ibang uri ng mga cell ng adipose tissue.

Ang mga resulta ay nagpakita na ang adipose tissue sa parehong mga tao at mga daga ay nagpapanatili ng makabuluhang mga pagbabago sa transkripsyon at epigenetic pagkatapos ng makabuluhang pagbaba ng timbang. Ang mga sample ng adipose tissue ng tao na nakolekta bago at dalawang taon pagkatapos ng bariatric surgery ay nagpakita ng patuloy na pagbabago sa mga profile ng expression ng gene, lalo na sa mga adipocytes. Kasama sa mga pagbabagong ito ang aktibidad ng mga gene na nauugnay sa mga metabolic na proseso, pamamaga, at cell signaling.

Ang epigenetic profiling ng mga daga ay nagpakita na ang mga adipocytes ay nagpapanatili din ng mga marker na nagpapahiwatig ng nakaraang pagkakalantad sa labis na katabaan. Ang mga marker na ito ay nagpatuloy kahit na pagkatapos ng pagbaba ng timbang, na nagmumungkahi ng pagbuo ng epigenetic na "memorya" na nakakaimpluwensya sa mga tugon ng cellular.

Napansin ng mga mananaliksik na ang mga pagbabago sa histone, na mga pangunahing epigenetic regulators ng aktibidad ng gene, ay pinanatili sa dating napakataba na mga daga. Dahil sa epigenetic memory na ito, ang mga cell ay mas madaling mabawi ang timbang kapag muling nalantad sa isang high-fat diet, na humahantong sa mas mabilis na pagbawi ng timbang kumpara sa mga daga na walang naunang labis na katabaan.

Higit pa rito, natuklasan ng pag-aaral na ang mga pagbabagong ito ay naganap pangunahin sa mga adipocytes, ngunit naobserbahan din sa iba pang mga uri ng fat cells, na nagpapahiwatig ng malawak na epekto sa tissue. Itinatampok ng mga natuklasang ito ang papel ng patuloy na mga marka ng epigenetic sa labis na katabaan at ipinapakita kung paano sila makakapag-ambag sa pagbawi ng timbang kahit na matapos ang matagumpay na interbensyon.

Sa konklusyon, ipinakita ng mga resulta na ang mga pagbabago sa cellular at epigenetic na dulot ng labis na katabaan ay maaaring mag-udyok sa mga indibidwal na mabawi ang timbang dahil sa nakaimbak na memorya sa mga fat cells. Ang pag-unawa sa mga patuloy na pagbabagong ito ay maaaring makatulong sa pagbuo ng mga paggamot sa hinaharap na naglalayong alisin ang cellular memory ng labis na katabaan. Ang pagkagambala sa memorya na ito ay maaaring mapabuti ang pangmatagalang tagumpay ng mga interbensyon sa pagbaba ng timbang at mapabuti ang metabolic na kalusugan ng mga taong may labis na katabaan.