核与线粒体 DNA 表观遗传修饰与代谢不健康肥胖学龄儿童血清铁生物标志物紊乱的关联研究

《Nutrition Journal》:Epigenetic modifications of nuclear and mitochondrial DNA are associated with the disturbance of serum iron biomarkers among the metabolically unhealthy obesity school-age children

【字体: 时间:2025年04月03日 来源:Nutrition Journal 4.4

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  为探究血清铁生物标志物与代谢综合征(MetS)发生的关系,首都医科大学附属北京儿童医院研究人员开展了关于代谢不健康肥胖(MUO)学龄儿童核与线粒体 DNA(mtDNA)表观遗传修饰与血清铁生物标志物紊乱关联的研究。结果显示二者存在关联,该研究为肥胖相关疾病防治提供依据。

  在儿童健康领域,肥胖问题愈发严峻。儿童肥胖不仅仅是体重超标,还和多种代谢问题紧密相连,像代谢综合征(MetS)。这其中,血清铁的作用一直存在争议。有的研究发现肥胖儿童铁缺乏风险增加,可也有研究表明 MetS 人群铁储存增多,血清铁和肥胖的关系尚无定论。而且,铁代谢紊乱会影响核 DNA 和线粒体 DNA(mtDNA),但相关基因的 DNA 甲基化变化也不清楚。为了解开这些谜团,首都医科大学附属北京儿童医院的研究人员展开了研究,论文发表在《Nutrition Journal》 。这项研究意义重大,能帮助人们更了解肥胖和铁代谢的关系,为防治肥胖相关疾病提供科学依据。
研究人员采用了多种关键技术方法。他们以年龄、性别匹配选取 104 名肥胖学龄儿童和 65 名正常体重儿童为样本队列。通过生物电阻抗分析法(BIA)测身体成分;用 ELISA、ICPMS 等多种检测方法测定血清生物指标、铁及相关蛋白含量;运用 PCR 技术检测 DNA 甲基化水平、mtDNA 含量和损伤情况;最后借助 SPSS 21.0 进行统计分析。
下面来看具体的研究结果:
  • 不同组参与者的基本特征:研究将 169 人分为代谢健康肥胖(MHO)组、MUO 组和对照组。三组在年龄、性别等方面无显著差异。但 MUO 组和 MHO 组体重、BMI 等指标比对照组高,MUO 组的体脂和内脏脂肪面积(VFA)更严重。
  • 氧化指标与血清铁生物标志物的关系:MHO 组和 MUO 组的血清铁和血红蛋白低于对照组,且 MUO 组更低。血清铁还和体重、BMI 等代谢指标正相关,和氧化指标(CAT、GSH-Px)正相关,和 8 - 羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)负相关。
  • 铁相关酶与血清铁水平的关系:MHO 组和 MUO 组的血清转铁蛋白(TF)和转铁蛋白受体 1(TFR1)低于对照组,MUO 组更低,且它们和血清铁呈负相关。
  • 参与者基因组和铁相关基因 CpG 位点的甲基化模式:MHO 组和 MUO 组全基因组甲基化和羟甲基化水平低于对照组。TF 和 TFR1 的一些 CpG 位点甲基化水平在 MHO 组和 MUO 组更高,且和相关酶的表达负相关。
  • 不同肥胖受试者的 mtDNA-CN 和 mtDNA 损伤评估:MHO 组和 MUO 组的 mtDNA 拷贝数(mtDNA-CN)高于对照组,MUO 组更高,但三组 mtDNA 损伤无显著差异,且 mtDNA 损伤和 mtDNA-CN 负相关。
  • D 环区域的甲基化及其与 mtDNA-CN 的关系:MHO 组和 MUO 组 D 环区域 DNA 甲基化比例高于对照组,MUO 组更高,且和 mtDNA-CN 正相关,但和 mtDNA 损伤无显著相关性。
    研究结论和讨论部分指出,肥胖会影响核 DNA(如全基因组、TF、TFR1 等)和 mtDNA 的表观遗传修饰,进而干扰血清铁水平,这可能反过来影响氧化应激,加重学龄肥胖儿童 MetS 的进展。这一发现强调了针对不同肥胖程度铁代谢异常进行个体化临床治疗的重要性。不过研究也存在局限,样本量较小,用全血研究可能受组织特异性影响,还缺乏基因表达数据。但总体而言,该研究为深入理解肥胖相关铁代谢紊乱和 MetS 的发病机制提供了重要线索,后续研究可在扩大样本量、关注组织特异性等方面进一步探索,有望为肥胖儿童的健康干预带来新突破。

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