Nature:什么遗传因素会影响儿童的营养状态和发育成长?

2021-11-06 haibei MedSci原创

人类全基因组关联研究(GWAS)已经确定了MC3R附近的常见变体,这些变体与成年身高和初潮年龄都有关联。

原黑皮素(POMC)编码几种黑皮素肽,在下丘脑弓状核的神经元中表达,这些神经元被热量平衡的关键激素信号瘦素和胰岛素所激活。这些激素还对释放黑皮素受体拮抗剂agouti相关肽(AgRP)的神经元的活动进行负向调节。

已有的研究显示,α-黑色素细胞刺激素(α-MSH)和β-MSH对褪黑素受体MC4R的作用是正常控制食物摄入和能量消耗所必需的。缺乏MC4R的人类(和小鼠)容易发生肥胖和高血脂,并且基础能量消耗有所减少。然而,他们的早期线性生长正常,甚至加速,青春期发育也没有迟缓,这两者都会因热量剥夺或瘦素缺乏而受损。这表明,要么POMC衍生的肽不负责向这些特定的下游过程传递营养信号,要么有不同的黑皮素受体参与。

MC3R是唯一一个主要在大脑中表达的其他褪黑素受体。据报道,缺乏Mc3r的小鼠生殖发育、生育能力正常,食物摄入量没有变化,但身体成分发生改变,脂肪比例高,线性生长受损。人类全基因组关联研究(GWAS)已经确定了MC3R附近的常见变体,这些变体与成年身高和初潮年龄都有关联虽然在人类中已经报道了MC3R中罕见的功能受损的杂合变体,可能与身高和肥胖有关,但目前为止没有报道一致的表型。

最近,研究人员通过寻找导致受体功能损害的自然发生的突变,以及研究与相关人类表型的关系,来确定MC3R在人类生理学中的作用。

MC3R的非同义变体及与表型的关系

研究人员发现,褪黑素受体MC3R可以调节个体性成熟的时间、线性增长的速度和瘦体重的累积,这些都是对能量敏感的过程。研究人员还发现,携带MC3R功能缺失突变的人类,包括一个罕见的同源个体,其青春期的开始时间较晚。这与以前在小鼠身上的发现一致,他们的线性生长、瘦肉和循环中的IGF1水平也有下降。

缺乏Mc3r的小鼠性成熟延迟,生殖周期长度对营养干扰不敏感。Mc3r的表达在控制生殖和生长的下丘脑神经元中富集,并且在出生后的发育过程中表达增加,其方式与性成熟的调节作用一致。

因此,这些研究结果表明,机体通过MC4R的信号控制热量的获取和保留,而通过MC3R的信号调节热量在生长、肌肉和性成熟时间中的分配,从而形成了中央黑皮素途径的营养感应分岔模型。

 

原始出处:

B. Y. H. Lam et al. MC3R links nutritional state to childhood growth and the timing of puberty

. Nature (2021). 

 

 

作者:haibei



版权声明:
本网站所有注明“来源:梅斯医学”或“来源:MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (4)
#插入话题
  1. 2021-11-08 neurowu
  2. 2021-11-06 zhq379

    学习了,有收货

    0

相关资讯

JCLA:一名4岁患有先天性心脏病和发育不良的男孩的嵌合三体—病例报告

22三体嵌合是一种罕见的可存活的常染色体异常病变。在遗传咨询过程中,从嵌合体中识别出与生命不相容的完整的22三体至关重要。受影响的镶嵌病例临床表现包括,蹼状颈,发育迟缓,异常的耳朵,心脏疾病和小头畸形。这些患者的表型比全染色体非整倍体较为温和,其严重程度取决于三体细胞的数量。在此,研究人员我们描述了一名来自健康的父母且没有任何遗传疾病的家族史的4岁男孩病例报道。 患者出现面部不对称、腭裂、胃

eLife:研究确定了健康子宫发育所需的细胞

了解子宫发育的生物学过程对了解子宫健康和生育能力非常重要。由马萨诸塞州总医院(MGH)的研究人员领导的一个研究小组发现了一种细胞类型的新功能,这种细胞对子宫功能的形成至关重要。

Neuron:视网膜发育中基因组三维结构变化

尽管DNA双螺旋结构被大家熟知,但是人类基因组的物理结构远比双螺旋复杂:总长近2米的DNA长链,在组蛋白,以及cohesin和CTCF等蛋白的帮助下被一步步压缩,包装成染色体结构,进而能被细胞核容纳。在这个过程中,DNA一维结构中相距较远的区域可能通过染色质环状结构(chromatin looping)在三维结构中反而比较接近,从而达到增强子远程调控的作用。但是这个包装过程的关键细节在很大程度上还

Cells:Mesenchymal MACF1促进SMAD7核转位驱动骨的形成

微管肌动蛋白交联因子1(MACF1)是一种大型交联剂,有助于细胞的完整性和细胞分化。最新研究表明,MACF1参与神经元发育和表皮迁移等多种细胞功能,是许多退行性疾病的分子基础。MACF1在骨骼中,尤其

JNNP:一项发育障碍——C9orf72突变基因携带者的口语流利性不足

C9orf72中基因的突变使得肌萎缩性侧索硬化症(ALS)和额颞痴呆(FTD)之间发生了交联。在临床表现上,两种疾病都有可能表现出行为,语言障碍(FTD中)或运动功能障碍(在ALS中)。

家长警惕:儿童鼾症危害大!可能造成儿童生长发育迟缓 、腺样体面容、认知障碍......

儿童鼾症,也就是我们平时所说的“打呼噜”,医学上称作儿童阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA),表现为多种原因导致的睡眠时上气道反复塌陷或阻塞,出现响亮的鼾声和呼吸暂停,可继发生长障碍、潜在的或明显的神经认知功

拓展阅读

JAMA Pediatrics:低剂量补铁对母乳喂养婴儿早期发育的影响

研究评估了纯母乳喂养或以母乳为主的4~9月龄婴儿,每日补充1mg/kg铁是否能改善12月龄时的运动发育。

Nat Genet:清华大学新研究助力探索早期发育相关疾病!

2019年12月17日,清华大学生命学院颉伟研究组在《自然-遗传》期刊以长文形式报道了题为“表观遗传组学分析揭示了原肠运动时期始发态多能性的独特染色质状态”(Epigenomic analysis of gastrulation identifies a unique chromatin state for primed pluripotency)的研究论文。

Cell Res:RNA干扰被发现是人类神经早期发育的“保护伞”

我国科研人员的一项最新研究表明,人神经前体细胞可以利用RNA干扰抗病毒免疫抵抗寨卡病毒感染。这一研究首次发现RNA干扰抗病毒免疫机制在人类神经发育过程中的关键作用,相关研究成果近期以封面文章的形式发表在国际知名期刊《细胞研究》上。

Sci Rep:洞悉肺部的早期发育

对于大多数早产的婴儿来说,并不是他们的小体型使他们的生命变得困难。更确切地说,是他们肺部的发展,决定了生与死的区别。

BMC Biol:特殊基因或对人类早期发育非常关键

来自牛津大学的研究者近日发现了一系列基因在早期人类发育中扮演着重要角色,这一研究发现为解开数十年的谜题提供了新的思路,该研究刊登于BMC Biology杂志上。进化生物学家Peter Holland和他的学生Anne Booth鉴别并且命名了这些基因,包括Argfx,Leutx,Dprx和Tprx基因,相关数据发表于2002年的人类基因组计划上;这些基因属于同源异型框,而且我们都知道有其它的同源异