Генетические маркеры предрасположенности к ожирению и их влияние на метаболизм

Генетические маркеры ожирения играют важную роль в понимании патогенеза данного многофакторного заболевания, которое является одной из главных проблем общественного здравоохранения XXI века. В последнее десятилетие благодаря развитию полногеномных ассоциативных исследований было выявлено множество генетических вариантов, ассоциированных с ожирением. Среди наиболее изученных генов можно выделить FTO, MC4R, TMEM18, NEGR1, BDNF. Полиморфизмы в данных генах связаны с различными аспектами регуляции аппетита, метаболизма и накопления жировой ткани. Цель — изучение роли генетических и эпигенетических факторов в развитии ожирения и их интеграции с внешними факторами для разработки персонализированных стратегий профилактики и лечения данного заболевания. Материал и методы. В работе использованы данные полногеномных ассоциативных исследований (GWAS), эпигенетические анализы (метилирование ДНК и модификации гистонов), а также анализ внешних факторов (питание, физическая активность и другие). Комплексный подход позволяет интегрировать эти данные для более глубокого понимания молекулярных механизмов, лежащих в основе ожирения. Результаты. Результаты исследования подтвердили значимость генетических маркеров, таких как FTO, MC4R, TMEM18, NEGR1 и BDNF, в регуляции аппетита, метаболизма и накопления жировой ткани. Эпигенетические изменения, включая метилирование ДНК и модификации гистонов, также оказали значительное влияние на развитие ожирения. Было выявлено, что внешние факторы, такие как питание и физическая активность, могут индуцировать эпигенетические изменения, способствующие накоплению жировой ткани. Заключение. Интеграция данных полногеномных ассоциативных исследований, эпигенетических исследований и анализа внешних факторов представляет собой перспективное направление для разработки персонализированных стратегий профилактики и лечения ожирения. Комплексный подход позволит лучше понять молекулярные механизмы, лежащие в основе ожирения, и создать более эффективные и целенаправленные методы терапии, учитывающие индивидуальные генетические и эпигенетические особенности пациентов.

1. Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Шестакова М.В., Трошина Е.А., Мазурина Н.В., Шестакова Е.А. и др. Национальные клиниче ские рекомендации по лечению морбидного ожирения у взрос лых. 3-й пересмотр (лечение морбидного ожирения у взрос лых). Ожирение и метаболизм. 2018;15(1):53–70. DOI: 10.14341/omet2018153-70

2. Алферова В.И., Мустафина С.В. Распространенность ожирения во взрослой популяции Российской Федерации (обзор литерату ры). Ожирение и метаболизм. 2022;19(1):96–105. DOI: 10.14341/omet12809

3. Пересецкая О.В., Козлова Л.В., Ларионова В.И. Значение ис следования генетических маркеров в лечении и профилактике ожирения у детей и подростков. Доктор.Ру. 2024;23(3):67–72. DOI: 10.31550/1727-2378-2024-23-3-67-72

4. Артеменко Ю.С., Ханошина М.Б., Оразов М.Р., Муллина И.А., Азова М.М. Генетические маркеры ожирения и связанных с ним репродуктивных осложнений: современное состояние про блемы. Акушерство и гинекология: новости, мнения, обучение. 2021;9(3):48–55. DOI: 10.33029/2303-9698-2021-9-3suppl-48-55

5. Драпкина О.М., Ким О.Т. Эпигенетика ожирения. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2020;19(6):2632. DOI: 10.15829/1728-8800-2020-2632

6. Botello-Manilla A.E., Chávez-Tapia N.C., Uribe M., Nuño-Lámbarri N. Genetics and epigenetics purpose in nonalcoholic fatty liver disease. Expert Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2020;14(8):733–748. DOI: 10.1080/17474124.2020.1780915

7. Czajkowski P., Adamska-Patruno E., Bauer W., Fiedorczuk J., Krasowska U., Moroz M., Gorska M., Kretowski A. The Impact of FTO Genetic Variants on Obesity and Its Metabolic Consequences is Dependent on Daily Macronutrient Intake. Nutrients. 2020;12(11):3255. DOI: 10.3390/nu12113255

8. Salazar-Tortosa D.F., Labayen I., González-Gross M., Seral Cortes M., Moreno L.A., Zapico A. et al. Association between PTPN1 polymorphisms and obesity-related phenotypes in European adolescents: infl uence of physical activity. Pediatr. Res. 2023;93(7):2036–2044. DOI: 10.1038/s41390-022-02377-1

9. Kadioglu E., Altun B., İpek Ç., Döğer E., Bideci A., Attaran H., Çok İ. The role of DENND1A and CYP19A1 gene variants in individual susceptibility to obesity in Turkish population-a preliminary study. Mol. Biol. Rep. 2018;45(6):2193–2199. DOI: 10.1007/s11033-018-4380-8

10. Kaur Y., Wang D.X., Liu H.Y., Meyre D. Comprehensive identifi cation of pleiotropic loci for body fat distribution using the NHGRI-EBI Catalog of published genome-wide association studies. Obes. Rev. 2019;20(3):385–406. DOI: 10.1111/obr.12806

11. Mattar J.M., Majchrzak M., Iannucci J., Bartman S., Robinson J.K., Grammas P. Sex diff erences in metabolic indices and chronic neuroinfl ammation in response to prolonged high-fat diet in ApoE4 Knock-In Mice. Int. J. Mol. Sci. 2022;23(7):3921. DOI: 10.3390/ijms23073921

12. Paniri A., Hosseini M.M., Fattahi S., Amiribozorgi G., Asouri M., Maadi M. et al. Genetic variations in IKZF3, LET7-a2, and CDKN2B-AS1: Exploring associations with metabolic syndrome susceptibility and clinical manifestations. J. Clin. Lab. Anal. 2024;38(1–2):e24999. DOI: 10.1002/jcla.24999

13. Aly O., Zaki H.H., Herzalla M.R., Fathy A., Raafat N., Hafez M.M. Gene polymorphisms of Patatin-like phospholipase domain containing 3 (PNPLA3), adiponectin, leptin in diabetic obese patients. PLoS One. 2020;15(6):e0234465. DOI: 10.1371/journal.pone.0234465

14. Souto A.C., Miname M.H., Fukushima J., Jannes C.E., Krieger J.E., Hagger M., Pereira A.C., Santos R.D. Health related quality of life in individuals at high risk for familial hypercholesterolemia undergoing genetic cascade screening in Brazil. Atherosclerosis. 2018;277:464-469. DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2018.05.036

15. Абатуров А.Е., Никулина А.А. Фенотипы ожирения у детей, клинические проявления и генетические ассоциации. Здоровье ребенка. 2020;15(4):238–251. DOI: 10.22141/2224-0551.15.4.2020.208476

16. Елагин И.Б., Оразов М.Р., Семенов П.А. Патогенез нарушения фертильности у женщин с ожирением. Трудный пациент. 2020;18(1–2):36–43. DOI: 10.24411/2074-1995-2020-10007

17. Тимашева Я.Р., Балхиярова Ж.Р., Кочетова О.В. Современное состояние исследований в области ожирения: генетические аспекты, роль микробиома и предрасположенность к COVID-19. Проблемы эндокринологии. 2021;67(4):20–35. DOI: 10.14341/probl12775

18. Wedell-Neergaard A.S., Krogh-Madsen R., Petersen G.L., Hansen Å.M., Pedersen B.K., Lund R., Bruunsgaard H. Cardiores piratory fi tness and the metabolic syndrome: Roles of infl ammation and abdominal obesity. PLoS One. 2018;13(3):e0194991. DOI: 10.1371/journal.pone.0194991

19. Takezawa J., Yamada K., Miyachi M., Morita A., Aiba N., Sasaki S., Watanabe S. Saku Control Obesity Program (SCOP) Study Group. Preproghrelin gene polymorphisms in obese Japanese women. Minor homozygotes are light eaters, do not prefer protein or fat, and apparently have a poor appetite. Appetite. 2013;63:105–11. DOI: 10.1016/j.appet.2012.12.006

20. Llamas-Covarrubias I.M., Llamas-Covarrubias M.A., Martinez López E., Zepeda-Carrillo E.A., Rivera-León E.A., Palmeros Sánchez B. et al. Association of A-604G ghrelin gene polymorphism and serum ghrelin levels with the risk of obesity in a mexican population. Mol. Biol. Rep. 2017;44(3):289–293. DOI: 10.1007/s11033-017-4109-0

21. Çetinkaya S., Güran T., Kurnaz E., Keskin M., Sağsak E., Savaş Erdeve S. et al. A patient with proopiomelanocortin defi ciency: an increasingly important diagnosis to make. J. Clin. Res. Pediatr. Endocrinol. 2018;10(1):68–73. DOI: 10.4274/jcrpe.4638

22. Shabana, Shahid S.U., Hasnain S. Identifi cation of genetic basis of obesity and mechanistic link of genes and lipids in Pakistani population. Biosci. Rep. 2018;38(4):BSR20180281. DOI: 10.1042/BSR20180281

23. Ramos-Lopez O., Riezu-Boj J.I., Milagro F.I., Cuervo M., Goni L., Martinez J.A. Prediction of Blood Lipid Phenotypes Using Obesity Related Genetic Polymorphisms and Lifestyle Data in Subjects with Excessive Body Weight. Int. J. Genomics. 2018;2018:4283078. DOI: 10.1155/2018/4283078

24. Gimeno-Ferrer F., Albuquerque D., García Banacloy A., Guzmán Luján C., Vidal Garcia C., Marcaida Benito G. et al. Genetic screening for MC4R gene identifi es three novel mutations associated with severe familiar obesity in a cohort of Spanish individuals. Gene. 2019;704:74–79. DOI: 10.1016/j.gene.2019.04.018

25. Клесов Р.А., Степанова О.И. Генетические биомодели метаболического синдрома. Биомедицина. 2018;(1):50–58.

26. Kim Y.J., Greimel P., Hirabayashi Y. GPRC5B-Mediated Sphingomyelin Synthase 2 Phosphorylation Plays a Critical Role in Insulin Resistance. iScience. 2018;8:250–266. DOI: 10.1016/j.isci.2018.10.001

27. Serizay J., Dong Y., Jänes J., Chesney M., Cerrato C., Ahringer J. Tissue-specifi c profi ling reveals distinctive regulatory architectures for ubiquitous, germline and somatic genes. BioRxiv. 2020. DOI: 10.1101/2020.02.20.958579

28. Loos .RJ.F., Janssens A.C.J.W. Predicting Polygenic Obesity Using Genetic Information. Cell. Metab. 2017;25(3):535–543. DOI: 10.1016/j.cmet.2017.02.013

29. Randall J.C., Winkler T.W., Kutalik Z., Berndt S.I., Jackson A.U., Monda K.L. et al. Sex-stratifi ed genome-wide association studies including 270,000 individuals show sexual dimorphism in genetic loci for anthropometric traits. PLoS Genet. 2013;9(6):e1003500. DOI: 10.1371/journal.pgen.1003500

30. Wang T., Ma X., Peng D., Zhang R., Sun X., Chen M. et al. . Effects of obesity related genetic variations on visceral and subcutaneous fat distribution in a chinese population. Sci. Rep. 2016;6:20691. DOI: 10.1038/srep20691

31. Гречухина Е.И., Гречухина М.И., Кывыржик Д.С., Старцев В.Ю., Лебедева Е.Н. Ген fto как генетический фактор риска развития ожирения. Universum: Медицина и фармакология: электрон. научн. журн. 2019;2(57).