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任何曾經嘗試減掉多餘體重的人都知道這種挫敗感：體重最初下降，但幾週後又恢復了——溜溜球效應已經顯現。蘇黎世聯邦理工學院的研究人員現已證明，這完全取決於表觀遺傳學。

表觀遺傳學是遺傳學的一部分，它不是基於遺傳構件的序列，而是基於這些構件上的小而特徵性的化學標記。建構模組的順序經過了很長一段時間的演變；我們都從父母那裡繼承了它們。另一方面，表觀遺傳標記則更具動態性：環境因素、我們的飲食習慣和身體狀況（例如肥胖）可以在一生中改變它們。但它們可以保持穩定很多年，有時甚至幾十年，在此期間，它們在確定細胞中哪些基因活躍、哪些不活躍方面發揮關鍵作用。 「表觀遺傳學告訴細胞它是什麼類型的細胞以及它應該做什麼，」營養和代謝表觀遺傳學教授費迪南德·馮·梅恩領導的小組的博士生勞拉·辛特說。

肥胖的表觀遺傳學記憶

由兩人和他們的同事、馮·梅恩團隊的前博士後丹尼爾·卡斯特拉諾·卡斯蒂略（Daniel Castellano Castillo）領導的研究人員正在尋找小鼠中溜溜球效應的分子原因。他們分析了超重小鼠和透過節食減掉多餘體重的小鼠的脂肪細胞。他們的研究證明，肥胖會導致脂肪細胞核發生特徵性表觀遺傳學變化。這些變化的特別之處在於，即使在節食後它們仍然存在。 「脂肪細胞會記住超重狀態，並且可以更容易地恢復到這種狀態，」馮梅恩說。科學家們能夠證明，具有這些表觀遺傳標記的小鼠在再次接受高脂飲食時體重恢復得更快。 “這意味著我們已經找到了溜溜球效應的分子基礎。”

他們也在人類身上發現了這種機制的證據。蘇黎世聯邦理工學院的研究人員分析了接受過縮胃手術或胃繞道手術的超重族群的脂肪組織切片結果。這些組織樣本來自斯德哥爾摩卡羅林斯卡學院以及萊比錫、德勒斯登和卡爾斯魯厄的醫院進行的各種研究。在這些樣本中，研究人員分析了基因表現而不是表觀遺傳標記。然而，結果與小鼠的結果一致。研究人員在最新一期的《自然》雜誌上報告了他們的工作。

預防是關鍵

研究人員還沒有研究脂肪細胞能記住肥胖的時間有多長。 「脂肪細胞是長壽細胞。平均而言，在我們的身體用新細胞取代它們之前，它們可以存活十年，」辛特說。

目前還不可能用藥物改變細胞核中的相關表觀遺傳標記，從而消除表觀遺傳學記憶。 「也許這是我們將來能夠做的事情，」辛特說。 “但目前，我們必須忍受這種記憶效應。”馮·梅恩補充道：“正是由於這種記憶效應，從一開始就避免超重非常重要。因為這是對抗溜溜球現象的最簡單方法。”研究人員主要向兒童、青少年及其父母傳達此訊息。

蘇黎世聯邦理工學院研究人員透過他們的研究首次證明脂肪細胞具有肥胖的表觀遺傳學記憶。然而，他們並不認為脂肪細胞是唯一具有這種記憶的細胞。 「其他身體細胞也可能在溜溜球效應中發揮作用，」馮梅恩說。可以想像，大腦、血管或其他器官中的細胞也會記得肥胖並促成這種效果。研究人員下一步想知道情況是否確實如此。

參考文獻:

1. Laura C. Hinte, Daniel Castellano-Castillo, Adhideb Ghosh, Kate Melrose, Emanuel Gasser, Falko Noé, Lucas Massier, Hua Dong, Wenfei Sun, Anne Hoffmann, Christian Wolfrum, Mikael Rydén, Niklas Mejhert, Matthias Blüher, Ferdinand von Meyenn. Adipose tissue retains an epigenetic memory of obesity after weight loss. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-08165-7