Персонализирано затлъстяване Pr; вентилация PAP-MV2022

Нашата инициатива PAP-MV2022 със заглавие „Персонализирана профилактика на затлъстяването: От мозъчния тип до здравословен начин на живот“ (www.epinostics.de/PAP-MV2022) подчертава, че определени процеси и процедури, свързани с наднорменото тегло, имат специфичен за мозъка характер и че те са обяснени заедно с ролята метаболитният тип може да стане от основно значение за бъдещата профилактика на затлъстяването, вижте фиг. 1. С термина brainotype, нашата концепция изразява, че затлъстяването всъщност представлява системна неизправност в умствената дейност на човешката популация. В рамките на няколко поколения човешкото тяло със своя геном не можеше да се адаптира към променените условия на живот на цивилизования свят по отношение на метаболизма и хранителното поведение. Статията на Speakman „Телесна мазнина“ (Speakman 2014) илюстрира (адаптирана на фиг. 1) колко сложно е регулираното ни хранително поведение. Нашата концепция PAP-MV2022 за персонализирана профилактика на затлъстяването има за цел да определи типовете мозък, свързани със затлъстяването (личностни структури с генетични компоненти) и да ги направи терапевтично използваеми с подкрепата на участниците в теста чрез цели анализи на генома.

Джон Р. Спикман, ФИЗИОЛОГИЯ 29: 88-98, 2014

MV Excellence Initiative PAP-MV2022: От мозъчния тип до здравословен начин на живот

Calle EE, Rodriguez C, Walker-Thurmond K, Thun MJ. Наднорменото тегло, затлъстяването и смъртността от рак в проспективно проучена кохорта на САЩ възрастни. N Engl J Med.2003; 348 (17): 1625-38.

Mokdad AH, Ford ES, Bowman BA, Dietz WH, Vinicor F, Bales VS, Marks JS. Преобладаване на затлъстяването, диабета и свързаните със затлъстяването рискови фактори за здравето, 2001, JAMA. 2003; 289 (1): 76-9.

Speakman JR. Ако телесната затлъстяване е под физиологична регулация, как тогава имаме епидемия от затлъстяване? Физиология (Bethesda). 2014; 29 (2): 88-98.

състояние на изследванията

Генетична основа на използването на хранителни вещества
Развитието и метаболизмът на бялата мастна тъкан са от голямо научно значение, до голяма степен поради ефектите от затлъстяването върху човешкото здраве. Затлъстяването и свързаните със затлъстяването заболявания като диабет, високо кръвно налягане и сърдечни заболявания достигат епидемични размери по целия свят със сериозни последици, особено в индустриализираните страни (WHO, 2016).

Генетичните проучвания при хора и животни разкриха редица гени (напр. MC4R, LEP, FTO), които влияят върху отлагането на мазнини и появата и измерението на затлъстяването, консумацията на фураж/апетита и енергийната хомеостаза (Yazdi 2015; Switonski 2010, van der Klaauw 2015).

Направете DN, Strathe AB, Jensen J, Mark T, Kadarmideen HN. Генетични параметри за различни мерки за ефективност на фуражите и свързаните с тях признаци при нерезите от три породи свине. J Anim Sci 2013; 91: 4069-4079.

Ogden CL., Kit BK, Fakhouri THI, Carroll MD, Flegal KM. в GI Epidemiology 2014; 394-404; John Wiley & Sons, Ltd, 2014.

van der Klaauw AA, Farooqi IS. Гените на глада: Пътеки към затлъстяването. Cell 2015; 161: 119-132.

Walley A J, Asher J E, Froguel P. Генетичният принос за несиндромно човешко затлъстяване. Nat Rev Genet 2009; 10: 431-442.

Световна здравна организация. Информационен лист: Затлъстяване и наднормено тегло. Достъпно на: http://www.who.int/ mediacentre/factheets/fs311/en /. Достъп до октомври 2017 г.

Yazdi FT, Clee SM, Meyre D. Генетика на затлъстяването при мишки и хора: напред-назад и отново. PeerJ 2015; 3: e856.

Yang J, Bakshi A, Zhu Z, Hemani G, Vinkhuyzen AA, Lee SH, Robinson MR, Perry JR, Nolte IM, van Vliet-Ostaptchouk JV, Snieder H; Кохортно проучване на LifeLines, Esko T, Milani L, Mägi R, Metspalu A, Hamsten A, Magnusson PK, Pedersen NL, Ingelsson E, Soranzo N, Keller MC, Wray NR, Goddard ME, Visscher PM. Оценката на генетичната дисперсия с вменени варианти установява пренебрежимо липсваща наследственост за човешки ръст и индекс на телесна маса. Nat Genet 2015; 47: 1114-1120.

Хранително проучване по HRO тема HRO-01:

Moro T et. al, Ефекти от осемседмично ограничено във времето хранене (16/8) върху базалния метаболизъм, максималната сила, телесния състав, възпалението и сърдечно-съдовите рискови фактори при мъже, обучени за устойчивост. J Transl Med.2016; 14 (1): 290.

Payne AN, Chassard C, Lacroix C. Микробна адаптация на червата към хранителната консумация на фруктоза, изкуствени подсладители и захарни алкохоли: последици за взаимодействията между гостоприемника и микробите, допринасящи за затлъстяването. Obes Rev. 2012; 13 (9): 799-809.

Епигенетични механизми и формиране на метаболизма

устойчивост

Следователно механизмите на характерната експресия са обект на различни влияния и взаимодействия по нивата на картографиране генотип-фенотип; епигенетичните механизми представляват обратна връзка на околната среда на нивото на генома и влияят на митотичното и частично трансгенерационно наследство. Анализът на взаимодействията генотип-околна среда, чиято молекулярна основа е също епигенетичен и по този начин динамични механизми, е предпоставка в човешката медицина за развитието на персонализирана превенция и терапия („прецизна/персонализирана медицина“). В животновъдството прецизното познаване на механизмите на взаимодействие между генотип и околната среда е предпоставка за специфични и ситуативни грижи за животните за подобряване на хуманното отношение към животните и опазването на ресурсите („прецизно животновъдство“). Целевото използване на епигенетични модификации позволява по-добре да се съчетаят нуждите на животните и тяхната среда.

Цитати от литературатаGrundberg E, Meduri E, Sandling JK, Hedman AK, Keildson S, Buil A, Busche S, Yuan W, Nisbet J, Sekowska M, Wilk A, Barrett A, Small KS, Ge B, Caron M, Shin SY, множествена тъкан Human Expression Resource Consortium, Lathrop M, Dermitzakis ET, McCarthy MI, Spector TD, Bell JT, Deloukas P. Глобалният анализ на вариацията на метилирането на ДНК в мастната тъкан от близнаци разкрива връзки към свързани с болестта варианти в дисталните регулаторни елементи. На J Hum Genet 2013; 93 (5): 876-90
Hales CN, Barker DJ. Захарен диабет тип 2 (неинсулинозависим): пестелив хипотеза за фенотип. Diabetologia 1992; 35: 595-601.

Heyn H, Moran S, Hernando-Herraez I, Sayols S, Gomez A, Sandoval J, Monk D, Hata K, Marques-Bonet T, Wang L, Esteller M. ДНК метилирането допринася за естествените човешки вариации. Genome Res 2013; 23 (9): 1363-72

Junien C. Въздействие на диетите и хранителните вещества/лекарства върху ранното епигенетично програмиране. JIMD 2006; 29: 359-65.

Lillycrop KA, Phillips ES, Jackson AA, Hanson MA, Burdge GC. Ограничаването на хранителните протеини при бременни плъхове предизвиква и добавянето на фолиева киселина предотвратява епигенетична модификация на чернодробната генна експресия при потомството. J Nutrition 2005; 135: 1382-86.

Richards EJ. Наследено епигенетично вариационно преразглеждане на мекото наследяване. Nat Rev Genet 2006; 7 (5): 395-401.

Слаткин М. Епигенетично наследяване и липсващ проблем за наследственост. Генетика 2009; 182: 845-50

Wu G, Bazer F, Wallace J, Spencer T. Преглед, поканен на борда: вътрематочно забавяне на растежа: последици за науките за животните. J Anim Sci 2006; 84: 2316-37.

Микробиом: взаимодействие между гостоприемник, микробиота и диета

Съществува сложна взаимовръзка между хранителните фактори, чревната микробиота и локалното и системно явление на гостоприемника. От една страна, фенотипни и генетични вариации на гостоприемника оформят състава на микробиотата; всъщност микробиотата може да се разглежда като генетично наследен фенотип на животното (Camarinha-Silva 2017). От друга страна, микробиотата влияе върху фенотипа на гостоприемника. Следователно, микробиотата може да се използва като независима прогностична променлива за растеж, консумация на фуражи и преобразуване на фуражите (Camarinha-Silva 2017). МиРНК-гостоприемниците взаимодействат с местата на свързване на 16S рибозомна РНК от Lactobacillus reuteri, Prevotella stercorea и Streptococcus luteciae, които бяха свръхпредставени във фекалиите (Mohan 2016). Диетата оказва значително влияние върху състава и метаболитната активност на микробиотата (Shen, 2017). Хранителните навици водят до развитието на така наречените ентеротипове, при което така наречените „диетични столове“ имат голямо влияние върху по-разнообразните диети (Graf, 2017).

Camarinha-Silva A, Maushammer M, Wellmann R, Vital M, Preuss S, Bennewitz J. Влияние на генома на домакина върху чревния микробен състав и микробно прогнозиране на сложни черти при свинете. Генетика. 2017; 206 (3): 1637-44.

Graf D, Di Cagno R, FҐҐk F, et al. Принос на диетата към състава на човешката чревна микробиота. Microb Ecol Health Dis. 2015; 26: 10.3402/mehd.v26.26164.

Mohan M, Chow CT, Ryan CN, Chan LS, Dufour J, Aye PP, Blanchard J, Moehs CP Sestak K. 2016. Диетичната чревна дисбиоза, предизвикана от диета, е придружена от селективна регулация на микроРНК с чревна плътна връзка и мотиви, свързващи бактериите в Rhesus Macaque Model of Celiac Disease. Хранителни вещества 8, E684.

Doerge RW. Картографиране и анализ на количествени локуси на признаци в експериментални популации. Nat Rev Genet 2002; 3: 43-52.

ENCODE Проект консорциум. Проектът ENCODE (ENCyclopedia Of DNA Elements). Наука. 2004; 306 (5696): 636-40.

Консорциум FAANG. Координирани международни действия за ускоряване на генома до феномен с FAANG, проектът за функционално анотиране на животински геноми. Биология на генома 2015 16:57.

Hayes BJ, Visscher PM, Goddard ME. Повишена точност на изкуствения подбор чрез използване на реализираната матрица на връзката. Genet Res 2009; 91: 47-60

Jansen RC, Nap JP. Генетична геномика: добавената стойност от сегрегацията. Тенденции Genet 2001; 17: 388-91.

Langfelder P, Horvath S. WGCNA: R пакет за анализ на претеглена корелационна мрежа. BMC Bioinforma2008; 9, 559.

Luo W, Brouwer C. Pathview: пакет R/Bioconductor за интегриране и визуализация на данни, базирани на пътя. Биоинформатика 2013;, btt285.

Ponsuksili S, Du Y, Hadlich F, Siengdee P, Murani E, Schwerin M, Wimmers K. Корелираните mRNAs и miRNAs от ко-експресия и регулаторни мрежи влияят на свинските мускули и накрая на месото. BMC Genomics 2013; 14, 533.

Ponsuksili S, Du Y, Murani E, Schwerin M, Wimmers K. Изясняване на молекулярните мрежи, които или влияят, или реагират на плазмената концентрация на кортизол в целевите тъкани на черния дроб и мускулите. Генетика 2012; 192, 1109-22.

Ponsuksili S, Murani E, Brand B, Schwerin M, Wimmers K. Интегриращо профилиране на експресията и асоциация на целия геном за дисекция на мастни черти в модел на свине. J Lipid Res 2011; 52, 668-78.

Ponsuksili S, Murani E, Trakooljul N, Schwerin M, Wimmers K. Откриване на кандидат-гени за мускулни черти въз основа на GWAS, подкрепено от eQTL-анализ. Int J Biol Sci 2014; 10, 327-37.

Ponsuksili S, Zebunke M, Murani E, Trakooljul N, Krieter J, uppe B, Schwerin M, Wimmers K. Интегрираните проучвания за асоцииране на целия геном и хипоталамуса eQTL показват връзка между свързания с циркадния ритъм ген PER1 и поведението за справяне. Sci Rep 2015; 5, 16264.

iPSC анализ на цялата последователност на генома

Измерване на морско конче на метаболитни дейности

Teslaa T, Teitell MA. Плурипотентен енергиен метаболизъм на стволови клетки: актуализация. EMBO J. 2015; 34 (2): 138-53.

Работни хипотези на консорциума PAP-MV2022:

Използване на когнитивна психология към мозъчния тип:

В животновъдството приемът на храна се контролира от имплантирани чипове, като се определя колко често, напр. кравата има достъп до това колко храна се дава. Затлъстелите хора обаче се контролират от собствения им мозък, използвайки много сложни физиологични схеми за контрол, някои от които все още се трансформират чрез научени рутини като хранително поведение и научени предпочитания към специални храни. Поради тази сложност мозъкът изглежда има функция на по-високо ниво (Konturek 2005), която вероятно може да бъде направена не само чрез познаване на молекулярните взаимодействия, но и документира съответстващи личностни стилове посредством научени норми и поведения.

В индекса на NEO с пет фактора (NEO-FFI) според Costa & McCrae (1992), когнитивната психология записва човешката личност в петфакторен модел („голяма петица“). Там са записани 5-те основни категории невротизъм, екстраверсия, откритост, толерантност и добросъвестност. Възниква въпросът дали тази класификация може да бъде приложима за стратификацията на затлъстелите и тяхното придържане към терапевтични интервенции. Като алтернатива, поведението на човек може също да се използва за забавяне на наградата („забавяне на удовлетворението“, Marshmallow Experiment, Mischel 2014), или може да се спомене работата на човек в конфликтни ситуации.

Коста, P. T. McCrae, R. R. (1992). Ревизиран опис на личността на NEO и опис на NEO с пет фактора (професионално ръководство). Одеса: Ресурси за психологическа оценка.

Konturek PC, Konturek JW, Czenikiewicz-Guzik M, Brzozowski T, Sito E, Konturek SJ. Неврохормонален контрол на приема на храна: основни механизми и клинични последици. J Physiol Pharmacol. 2005; 56 Допълнение 6: 5-25.

Уолтър Мишел: Тестът за зефир: Овладяване на самоконтрола, Литъл Браун, Ню Йорк 2014, ISBN 0316230855

Като цяло и по-специално възникват следните въпроси:

Защо имаме толкова много хора с наднормено тегло по света.
Как мога да използвам мозъка си, за да отслабна?
Как трябва да изглежда персонализираната диета?
Колко време трябва да взема отпуск за храна всеки ден, за да мога дори да започна да мобилизирам запасите си от мазнини?
Как да се боря с глада си?
Имам ли изобщо чувство на глад или чувство на ситост?
Знам ли изобщо какво и колко ям?
Дали хранителният импулс се предизвиква от глад или други фактори?

Всички тези въпроси са на ниво когнитивна психология в областта на медицинските психологически изследвания и практика и водят до строгия и последен въпрос на инициативата PAP-MV2022: Може ли да се определят психологически, физиологично и евентуално дори епи-/генетично валидни мозъчни типове? Ако е така, това определяне води до по-голямо придържане към персонализирана терапевтична интервенция. Моделът SORKC, който ще се използва тук, се основава на поведенческо уравнение, с което разстройствата могат да бъдат обяснени и лекувани от гледна точка на теорията на обучението. S = стимул, O = променлива на организма (т.е. физическите предпоставки), R = реакция, K = армировъчен случай (как е армирането, непрекъснато или периодично) и C = последствие от армиране (положително или отрицателно) Моделът е базиран на описание на Kanfer & Saslow (1974). Моделът SORKC е централното поведенческо уравнение, което може да се използва за разбиване на всяка болест в области, които могат да доведат до положителни или отрицателни последици.

Цели на проекта

Специални цели на проекта:

AP1 The Стратификация на затлъстели субекти трябва да се провежда в подгрупи според клиничните, епи-/генетичните или психологическите аспекти, които евентуално могат също да показват различна степен на придържане към персонализираните терапевтични мерки. Тестваните лица участват в диета 16/8 със и без електромиостимулация (EMS обучение), съгласяват се на SNP анализ или на генерирането на iPS клетки. Моделите iPS клетки са характеризирани в AP3, AP4 и in-silico стратифицирани в AP8. Въпросът е дали геномните последователности от iPS клетъчни модели във връзка с функционални проучвания позволяват да се правят изводи за прекомерни или намалени ИТМ на клетъчния донор. В допълнение към въпроса за генетичните преформации се определя дали има психологически модели, които говорят за или против дългосрочното участие в влиянието върху начина на живот.

AP2 В проучвания върху Затлъстяване придържане субектите се класифицират според тяхната личностна структура. За тази цел се записва и оценява придържането към лечението към промяната в хранителните навици. Тази регистрация служи и за формиране на подгрупи в контекста на фенотипната характеристика в работен пакет А1. В допълнение, индивидуални поведенчески фактори (излишъци и дефицити в поведението) се развиват в рамките на поведенчески модел SORKC, за да може да се създаде индивидуален генезисен модел на затлъстяването. Поведенческите мерки са разработени, за да могат ефективно да модифицират предварително идентифицираните поведенчески дефицити и ексцесии. След приключване на тази мярка, придържането и терапевтичният резултат се измерват отново. Резултатите от измерванията отново са свързани с фенотипната характеристика.

AP3 специфични за фенотип iPS клетъчни модели са установени за изясняване на молекулярните процеси при развитието на затлъстяване. С производството на специфични за фенотип iPS клетки (HRO iPSC модел), геномите на засегнатите пациенти/изследваните лица се запазват в тяхната пълнота и функционалност. Тези клетъчни модели се използват за функционален анализ на молекулярните процеси на ниво генна регулация и междинен метаболизъм. Моделите на HRO iPS клетки позволяват обширен сравнителен физиологичен, генетичен и епигенетичен анализ на диференцирани и недиференцирани iPS клетки от затлъстели и не-затлъстели субекти.

AP4 метаболизъм на нервно диференцирани стволови клетки. Изследванията целят значението на метаболизма върху пролиферацията на невронни стволови клетки и тяхната диференциация в нервни клетки и глиални клетки (de Lucia 2017). Това влияние е свързано със съмнения за променени метаболитни свойства на нервните стволови клетки от iPS клетки от различните донори (ИТМ> 40 в сравнение с ИТМ ->

-->