เซลล์ไขมันอาจยังคง "จดจำ" ของโรคอ้วนได้แม้จะลดน้ำหนักแล้วก็ตาม

การเปลี่ยนแปลงทางเอพิเจเนติกส์ที่เกิดจากโรคอ้วนอาจส่งผลกระทบยาวนาน โดยเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของยีนและการทำงานของเซลล์ไขมัน แม้หลังจากการลดน้ำหนักแล้วก็ตาม

ในการศึกษาวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Natureทีมนักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบว่าเนื้อเยื่อไขมัน โดยเฉพาะเซลล์ไขมัน ยังคงมีการเปลี่ยนแปลงทางการถอดรหัสไว้ได้อย่างไร แม้จะลดน้ำหนักไปมากแล้วก็ตาม ซึ่งอาจทำให้เกิดแนวโน้มที่จะน้ำหนักขึ้นอีก

นักวิจัยใช้เทคนิคการจัดลำดับกรดนิวคลีอิกไรโบโบร (RNA) ขั้นสูงเพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมและเซลล์ที่คงอยู่เหล่านี้ เพื่อทำความเข้าใจผลกระทบในระยะยาวของโรคอ้วนต่อสุขภาพการเผาผลาญได้ดีขึ้น

โรคอ้วนก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพอย่างร้ายแรงและนำไปสู่โรคเมตาบอลิซึมที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมอินซูลินและโรคหัวใจและหลอดเลือดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การลดน้ำหนักอย่างมีประสิทธิภาพไม่ว่าจะด้วยการควบคุมอาหาร การเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิต การใช้ยา การผ่าตัด หรือการผสมผสานกันของสิ่งเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการจัดการโรคอ้วน อย่างไรก็ตาม ความท้าทายที่สำคัญอย่างหนึ่งในการรักษาโรคอ้วนยังคงเป็นปรากฏการณ์ "โยโย่" ซึ่งผู้คนจะมีน้ำหนักขึ้นอีกครั้งหลังจากลดน้ำหนักไปในตอนแรก

งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นอาจเป็นผลมาจากความจำการเผาผลาญที่คงอยู่แม้หลังจากลดน้ำหนักแล้ว และแสดงออกในเนื้อเยื่อต่างๆ เช่น เนื้อเยื่อไขมัน ตับ และเซลล์ภูมิคุ้มกัน กลไกเอพิเจเนติกส์ ซึ่งมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีนโดยไม่เปลี่ยนแปลงลำดับดีเอ็นเอ อาจมีบทบาทสำคัญในการรักษาผลกระทบเหล่านี้

แม้จะมีความก้าวหน้าล่าสุด แต่กลไกเซลล์ที่ชัดเจนซึ่งเป็นพื้นฐานของความจำเกี่ยวกับโรคอ้วนและผลกระทบต่อการควบคุมน้ำหนักในระยะยาวยังคงไม่ชัดเจน ดังนั้น ในการศึกษานี้ นักวิจัยจึงวิเคราะห์ความคงอยู่ของการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับโรคอ้วนในเนื้อเยื่อไขมันในทั้งมนุษย์และหนู

พวกเขาได้เก็บตัวอย่างชิ้นเนื้อของไขมันใต้ผิวหนังและไขมันในช่องท้อง (ไขมันชนิดพิเศษในช่องท้อง) จากผู้ป่วยโรคอ้วนก่อนและหลังการลดน้ำหนักเนื่องจากการผ่าตัดลดน้ำหนักสองปี เพื่อให้การเปรียบเทียบมีความน่าเชื่อถือ พวกเขายังได้รวมตัวอย่างชิ้นเนื้อจากเนื้อเยื่อเดียวกันจากผู้ป่วยที่มีน้ำหนักปกติด้วย ตัวอย่างเหล่านี้ได้รับการประมวลผลโดยใช้การจัดลำดับอาร์เอ็นเอนิวเคลียสเดี่ยว (snRNA-seq) เพื่อจับรูปแบบการแสดงออกของยีนในเซลล์หลายพันเซลล์และวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับโรคอ้วน

สำหรับการทดลองกับหนู นักวิจัยใช้แบบจำลองหนูที่มีเครื่องหมายเฉพาะสำหรับเนื้อเยื่อไขมัน ช่วยให้สามารถระบุการเปลี่ยนแปลงทางถอดรหัสและเอพิเจโนมได้อย่างแม่นยำ หนูถูกแบ่งกลุ่มตามการได้รับอาหารที่มีไขมันสูงและน้ำหนักที่ลดลงในภายหลัง มีการเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อไขมัน และหลังจากแยกนิวเคลียสออกจากเซลล์แล้ว จะทำการทดสอบ snRNA-seq เพื่อระบุการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ยังคงอยู่ในนิวเคลียส

นักวิจัยยังใช้ ATAC-seq (การวิเคราะห์โครมาตินที่เข้าถึงทรานสโพเซสด้วยการจัดลำดับ) เพื่อประเมินการเข้าถึงโครมาตินในอะดิโปไซต์และระบุเครื่องหมายเอพิเจเนติกส์ นอกจากนี้ ยังมีการดำเนินการวิเคราะห์การดัดแปลงฮิสโตนเพื่อระบุการเปลี่ยนแปลงในการควบคุมการแสดงออกของยีนในเซลล์เนื้อเยื่อไขมันประเภทต่างๆ

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเนื้อเยื่อไขมันในมนุษย์และหนูยังคงมีการเปลี่ยนแปลงทางถอดรหัสและเอพิเจเนติกส์อย่างมีนัยสำคัญหลังจากการลดน้ำหนักอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเนื้อเยื่อไขมันของมนุษย์ที่เก็บรวบรวมก่อนและสองปีหลังการผ่าตัดลดขนาดกระเพาะแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่ต่อเนื่องในโปรไฟล์การแสดงออกของยีน โดยเฉพาะในอะดิโปไซต์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้รวมถึงกิจกรรมของยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเผาผลาญ การอักเสบ และการส่งสัญญาณของเซลล์

โปรไฟล์เอพิเจเนติกส์ของหนูแสดงให้เห็นว่าเซลล์ไขมันยังคงมีเครื่องหมายที่บ่งชี้ถึงการสัมผัสกับโรคอ้วนก่อนหน้านี้ เครื่องหมายเหล่านี้ยังคงอยู่แม้หลังจากการลดน้ำหนัก ซึ่งบ่งชี้ถึงการพัฒนาของ "ความจำ" เอพิเจเนติกส์ที่มีอิทธิพลต่อการตอบสนองของเซลล์

นักวิจัยสังเกตเห็นว่าการดัดแปลงฮิสโตน ซึ่งเป็นตัวควบคุมกิจกรรมของยีนที่สำคัญในเอพิเจเนติกส์นั้นยังคงอยู่ในหนูที่เคยเป็นโรคอ้วนมาก่อน หน่วยความจำเอพิเจเนติกส์นี้ทำให้เซลล์มีแนวโน้มที่จะมีน้ำหนักขึ้นอีกครั้งเมื่อได้รับอาหารที่มีไขมันสูงซ้ำ ทำให้มีน้ำหนักขึ้นอีกครั้งเร็วกว่าหนูที่ไม่เคยมีอาการโรคอ้วนมาก่อน

นอกจากนี้ การศึกษายังพบว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นหลักในเซลล์ไขมัน แต่ยังพบในเซลล์ไขมันประเภทอื่นด้วย ซึ่งบ่งชี้ถึงผลกระทบต่อเนื้อเยื่อในวงกว้าง ผลการศึกษานี้เน้นย้ำถึงบทบาทของรอยตำหนิทางพันธุกรรมที่คงอยู่ต่อเนื่องในโรคอ้วน และแสดงให้เห็นว่ารอยตำหนิเหล่านี้สามารถช่วยให้มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นได้แม้จะผ่านการแทรกแซงที่ประสบความสำเร็จแล้วก็ตาม

จากผลสรุป พบว่าการเปลี่ยนแปลงของเซลล์และเอพิเจเนติกส์ที่เกิดจากโรคอ้วนอาจทำให้บุคคลมีแนวโน้มที่จะมีน้ำหนักขึ้นอีกเนื่องจากความจำที่เก็บไว้ในเซลล์ไขมัน การทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเหล่านี้อาจช่วยในการพัฒนาวิธีการรักษาในอนาคตที่มุ่งเป้าไปที่การกำจัดความจำของเซลล์เกี่ยวกับโรคอ้วน การทำลายความจำนี้อาจช่วยเพิ่มความสำเร็จในระยะยาวของการแทรกแซงการลดน้ำหนักและปรับปรุงสุขภาพการเผาผลาญของผู้ที่เป็นโรคอ้วน