科普丨表观修饰让果蝇成为心脏病的“救星”

肥胖成为一种流行病，已在美国流行了一段时间。美国人对不良饮食习惯已经习以为常了，因此肥胖率极高也就不足为奇了。

肥胖会给人带来许多对健康不利的影响、会缩短预期寿命，例如患上高血压，糖尿病，最重要的是心脏病。目前为止，在美国，心脏病是导致男性和女性死亡的主要原因，约有600万人患有心力衰竭。

心脏病可由多种不同因素引起，例如不良的饮食习惯，吸烟，缺乏锻炼，甚至可能通过表观遗传学遗传获得。

保持健康的生活方式极为重要，尤其是如果您打算生育孩子。众所周知，准妈妈需要注意饮食，因为她可能会通过表观遗传使后代在以后的生活中面临健康风险。但是，这些风险是如何遗传给后代的，机制尚不清楚。

桑福德伯纳姆医学发现研究所的科学家也许能够帮助阐明这个问题，因为他们在果蝇中发现了一种名为H3K27me3的表观遗传标记，这可能在称为脂毒性心肌病的疾病发展中起作用。在这种情况下，脂肪细胞会在心脏中积聚并阻碍心脏的正常功能。

在《自然传播学》上发表的研究中， Rolf Bodmer博士及其团队想确定高脂饮食如何影响父母及其后代。他们发现果蝇对他们的研究非常有利，因为它们有80％的致病基因与人类一致，并且每隔几周就繁殖一次，因此很容易追踪其遗传特征。它们在心脏结构和功能上也有相似之处，被认为是研究心脏病的理想生物模型。

研究小组通过给一组果蝇喂食以椰子油为主要成分的高脂饮食5天来开始研究，主要关注它对每一代雌性的影响。雌蝇很快就开始发胖，并出现了脂毒性心脏病的症状。有趣的是，即使后代没有高脂饮食，但以高脂饮食喂养的母亲的后代（子一代和子二代）也都出现了这些症状。

他们将高脂饮食果蝇的后代与正常饮食果蝇的后代进行了比较，发现当组蛋白甲基化标记H3K27me3降低时，后代可以免受心力衰竭的侵害。

科学家还把称为bmm和PGC-1的两个代谢基因确定为正常心脏功能的主要调节剂。他们发现这些基因在高脂饮食果蝇的子代和后代中不表达，这反过来又导致他们出现心力衰竭的迹象。相反，当这两个基因过度表达时，即使喂以椰子油，同一组果蝇后代可免受心脏功能障碍的影响。

尽管这项研究在遗传病方面获得了一些有价值的见解，但仍需要进行更多研究，让我们的后代不患上遗传病。

Bodmer博士认为果蝇研究的未来是光明的：“我们想研究果蝇从卵到胚胎再到成年的各个发育阶段，以确定遗传上的主要变化以及代谢失衡和脂毒性心脏病的致病点是什么。我们获得的答案可能有助于我们学会如何进行干预并阻止这些遗传变化传给下一代。”

Source: Guida, Maria Clara, Bodmer Rolf et al. (2019) “Intergenerational Inheritance of High Fat Diet-Induced Cardiac Lipotoxicity in Drosophila.” Nature Communications10 (193)

Reference: Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Inst. “Epigenetic change causes fruit fly babies to inherit diet-induced heart disease”. SBP News. 14 Jan  2019. Web.