Sel lemak mungkin mengekalkan 'ingatan' obesiti walaupun selepas penurunan berat badan

Perubahan epigenetik yang disebabkan oleh obesiti boleh memberi kesan berpanjangan, mengubah aktiviti gen dan fungsi sel lemak walaupun selepas penurunan berat badan.

Dalam kajian baru-baru ini yang diterbitkan dalam jurnal Nature, satu pasukan saintis meneliti bagaimana tisu adiposa, khususnya sel lemak, mengekalkan perubahan transkrip walaupun selepas penurunan berat badan yang ketara, yang berpotensi membawa kepada kecenderungan untuk mendapatkan semula berat badan.

Menggunakan teknik penjujukan asid ribonukleik (RNA) lanjutan, para penyelidik mengkaji perubahan selular dan genetik yang berterusan ini untuk lebih memahami kesan jangka panjang obesiti terhadap kesihatan metabolik.

Obesiti menimbulkan risiko kesihatan yang serius dan hampir tidak dapat dielakkan membawa kepada penyakit metabolik yang berkaitan dengan peraturan insulin dan penyakit kardiovaskular. Penurunan berat badan yang berkesan, sama ada melalui diet, perubahan gaya hidup, ubat-ubatan, pembedahan, atau gabungan ini, adalah penting untuk pengurusan obesiti. Walau bagaimanapun, salah satu cabaran utama dalam rawatan obesiti kekal sebagai fenomena "yo-yo", di mana orang ramai mendapat semula berat badan selepas kehilangannya pada mulanya.

Penyelidikan mencadangkan bahawa berat badan ini kembali mungkin disebabkan oleh satu bentuk ingatan metabolik yang berterusan yang berterusan walaupun selepas penurunan berat badan dan dinyatakan dalam pelbagai tisu, seperti tisu adiposa, hati, dan sel imun. Mekanisme epigenetik, yang mempengaruhi ekspresi gen tanpa mengubah urutan DNA, mungkin memainkan peranan penting dalam mengekalkan kesan ini.

Walaupun kemajuan baru-baru ini, mekanisme selular yang tepat yang mendasari ingatan obesiti ini dan kesannya terhadap pengurusan berat badan jangka panjang masih tidak jelas. Oleh itu, dalam kajian ini, para penyelidik menganalisis kegigihan perubahan berkaitan obesiti dalam tisu adiposa pada manusia dan tikus.

Mereka mengumpul biopsi lemak subkutan dan lemak omental (sejenis lemak khas dalam rongga perut) daripada orang obes sebelum dan dua tahun selepas penurunan berat badan akibat pembedahan bariatrik. Untuk memastikan perbandingan yang boleh dipercayai, mereka juga memasukkan biopsi tisu yang sama daripada orang yang mempunyai berat badan normal. Sampel ini diproses menggunakan penjujukan RNA nukleus tunggal (snRNA-seq) untuk menangkap corak ekspresi gen dalam beribu-ribu sel dan menganalisis perubahan yang berkaitan dengan obesiti.

Untuk eksperimen tetikus, penyelidik menggunakan model tetikus dengan penanda khusus untuk tisu adiposa, membolehkan profil tepat perubahan transkrip dan epigenomik. Tikus dibahagikan kepada kumpulan berdasarkan pendedahan kepada diet tinggi lemak dan penurunan berat badan seterusnya. Sampel tisu adiposa dikumpulkan, dan selepas nukleus diasingkan daripada sel, snRNA-seq dilakukan untuk mengenal pasti perubahan genetik yang dikekalkan dalam nukleus.

Para penyelidik juga menggunakan ATAC-seq (analisis kromatin boleh diakses transposase dengan penjujukan) untuk menilai kebolehcapaian kromatin dalam adiposit dan mengenal pasti tanda epigenetik. Di samping itu, analisis pengubahsuaian histon dilakukan untuk menentukan perubahan dalam peraturan ekspresi gen dalam pelbagai jenis sel tisu adiposa.

Keputusan menunjukkan bahawa tisu adiposa dalam kedua-dua manusia dan tikus mengekalkan perubahan transkrip dan epigenetik yang ketara selepas penurunan berat badan yang ketara. Sampel tisu adiposa manusia yang dikumpul sebelum dan dua tahun selepas pembedahan bariatrik menunjukkan perubahan berterusan dalam profil ekspresi gen, terutamanya dalam adiposit. Perubahan ini termasuk aktiviti gen yang berkaitan dengan proses metabolik, keradangan, dan isyarat sel.

Profil epigenetik tikus menunjukkan bahawa adiposit juga mengekalkan penanda yang menunjukkan pendedahan sebelumnya kepada obesiti. Penanda ini berterusan walaupun selepas penurunan berat badan, mencadangkan perkembangan "ingatan" epigenetik yang mempengaruhi tindak balas selular.

Para penyelidik mendapati bahawa pengubahsuaian histon, yang merupakan pengawal selia epigenetik utama aktiviti gen, dikekalkan pada tikus yang obes sebelum ini. Memori epigenetik ini menjadikan sel lebih terdedah kepada berat badan semula apabila terdedah semula kepada diet tinggi lemak, membawa kepada berat badan kembali lebih cepat berbanding tikus tanpa obesiti sebelumnya.

Tambahan pula, kajian mendapati bahawa perubahan ini berlaku terutamanya dalam adiposit, tetapi juga diperhatikan dalam jenis sel lemak lain, menunjukkan kesan tisu yang luas. Penemuan ini menyerlahkan peranan tanda epigenetik yang berterusan dalam obesiti dan menunjukkan bagaimana ia boleh menyumbang kepada berat badan semula walaupun selepas campur tangan yang berjaya.

Kesimpulannya, keputusan menunjukkan bahawa perubahan selular dan epigenetik yang disebabkan oleh obesiti boleh menjejaskan berat badan individu kerana memori yang disimpan dalam sel lemak. Memahami perubahan berterusan ini boleh membantu untuk membangunkan rawatan masa depan yang bertujuan untuk menghapuskan memori selular obesiti. Mengganggu ingatan ini boleh meningkatkan kejayaan jangka panjang campur tangan penurunan berat badan dan meningkatkan kesihatan metabolik orang yang mengalami obesiti.