Personalizovaná obezita Pr; vention PAP-MV2022

Naša iniciatíva PAP-MV2022 s názvom „Personalizovaná prevencia obezity: Od typu mozgu k zdravému životnému štýlu“ (www.epinostics.de/PAP-MV2022) zdôrazňuje, že určité procesy a postupy spojené s obezitou majú špecifický charakter pre mozog a sú vysvetlené spolu s úlohou. metabolický typ by mohol mať zásadný význam pri budúcej prevencii obezity, pozri obr. 1. S pojmom brainotyp naša koncepcia vyjadruje, že obezita v skutočnosti predstavuje systémovú poruchu v duševnej výkonnosti ľudskej populácie. Ľudské telo sa svojim genómom nemohlo v priebehu niekoľkých generácií prispôsobiť zmeneným životným podmienkam civilizovaného sveta, pokiaľ ide o metabolizmus a stravovacie správanie. Speakmanov článok „Tuk tela“ (Speakman 2014) ilustruje (prispôsobené na obr. 1), ako komplexne je regulované naše stravovacie správanie. Náš koncept PAP-MV2022 pre osobnú prevenciu obezity má za cieľ určiť typy mozgu spojené s obezitou (osobnostné štruktúry s genetickými zložkami) a urobiť ich terapeuticky použiteľnými s participatívnou podporou testovaných osôb prostredníctvom analýz celého genómu.

John R. Speakman, FYZIOLÓGIA 29: 88-98, 2014

Iniciatíva MV Excellence PAP-MV2022: Od typu mozgu k zdravému životnému štýlu

Calle EE, Rodriguez C, Walker-Thurmond K, Thun MJ. Nadváha, obezita a úmrtnosť na rakovinu v prospektívne študovanej skupine USA dospelých. N Engl J. Med. 2003; 348 (17): 1625-38.

Mokdad AH, Ford ES, Bowman BA, Dietz WH, Vinicor F, Bales VS, Marks JS. Prevalencia obezity, cukrovky a zdravotných rizikových faktorov súvisiacich s obezitou, 2001, JAMA. 2003; 289 (1): 76-9.

Hovorca JR. Ak je telesný tuk pod fyziologickou reguláciou, ako to, že máme epidémiu obezity? Fyziológia (Bethesda). 2014; 29 (2): 88-98.

stav výskumu

Genetický základ využitia živín
Vývoj a metabolizmus bieleho tukového tkaniva majú veľký vedecký význam, hlavne kvôli účinkom obezity na ľudské zdravie. Obezita a choroby súvisiace s obezitou, ako je cukrovka, vysoký krvný tlak a srdcové choroby, dosahujú po celom svete rozmery epidémie s vážnymi následkami, najmä v priemyselných krajinách (WHO, 2016).

Genetické štúdie na ľuďoch a zvieratách odhalili množstvo génov (napr. MC4R, LEP, FTO), ktoré ovplyvňujú ukladanie tukov a výskyt a rozmer obezity, spotreby/chuti do jedla a energetickej homeostázy (Yazdi 2015; Switonski 2010, van der Klaauw 2015).

Do DN, Strathe AB, Jensen J, Mark T, Kadarmideen HN. Genetické parametre pre rôzne merania účinnosti krmiva a súvisiace znaky u kancov troch plemien ošípaných. J Anim Sci 2013; 91: 4069-4079.

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

van der Klaauw AA, Farooqi IS. Gény hladu: cesty k obezite. Cell 2015; 161: 119-132.

Walley A J, Asher J E, Froguel P. Genetický príspevok k nesyndromovej ľudskej obezite. Nat Rev Genet 2009; 10: 431-442.

Svetová zdravotnícka organizácia. Informačný list: Obezita a nadváha. Dostupné na: http://www.who.int/ mediacentre/Factsheets/fs311/en /. Prístup do októbra 2017.

Yazdi FT, Clee SM, Meyre D. Genetika obezity u myší a ľudí: tam a späť a znova a znova. 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; LifeLines Cohort Study, 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. Odhad genetickej odchýlky s imputovanými variantmi zistí zanedbateľnú chýbajúcu dedičnosť pre ľudskú výšku a index telesnej hmotnosti. Nat Genet 2015; 47: 1114-1120.

Štúdia výživy na predmet HRO HRO-01:

Moro T et. al. Účinky ôsmich týždňov časovo obmedzeného kŕmenia (16/8) na bazálny metabolizmus, maximálnu silu, zloženie tela, zápal a kardiovaskulárne rizikové faktory u mužov trénovaných na rezistenciu. J Transl Med. 2016; 14 (1): 290.

Payne AN, Chassard C, Lacroix C. Črevná mikrobiálna adaptácia na konzumáciu fruktózy, umelých sladidiel a cukrových alkoholov v strave: dôsledky interakcií hostiteľ-mikrób prispievajúcich k obezite. Obes Rev. 2012; 13 (9): 799-809.

Epigenetické mechanizmy a formovanie metabolizmu

udržateľnosť

Mechanizmy charakteristickej expresie preto zodpovedajú rôznym vplyvom a interakciám pozdĺž úrovní mapovania genotypu-fenotypu; epigenetické mechanizmy predstavujú spätnú väzbu prostredia na úrovni genómu a ovplyvňujú mitotickú a čiastočne transgeneračnú dedičnosť. Analýza interakcií genotyp-prostredie, ktorej molekulárny základ je tiež epigenetický, a teda dynamický, je nevyhnutnou podmienkou v humánnej medicíne pre rozvoj personalizovanej prevencie a terapie („presná/personalizovaná medicína“). V chove hospodárskych zvierat je presná znalosť mechanizmov interakcie genotyp-prostredie nevyhnutným predpokladom pre špecifickú a situačnú starostlivosť o zvieratá, aby sa zlepšili dobré životné podmienky zvierat a ochrana zdrojov („presný chov hospodárskych zvierat“). Cielené použitie epigenetických modifikácií umožňuje lepšie zosúladiť potreby zvierat a ich životného prostredia.

Citácie literatúryGrundberg 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, Multiple Tissue Human Expression Resource Consortium, Lathrop M, Dermitzakis ET, McCarthy MI, Spector TD, Bell JT, Deloukas P. Globálna analýza variácií metylácie DNA v tukovom tkanive od dvojčiat odhaľuje odkazy na varianty spojené s ochorením v distálnych regulačných prvkoch. Dňa J Hum Genet 2013; 93 (5): 876-90
Hales CN, DJ Barker. Diabetes mellitus 2. typu (nezávislý od inzulínu): hypotéza šetrného fenotypu. 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. Metylácia DNA prispieva k prirodzenej ľudskej variácii. Genome Res 2013; 23 (9): 1363-72

Junien C. Vplyv diét a živín/liekov na včasné epigenetické programovanie. JIMD 2006; 29: 359-65.

Lillycrop KA, Phillips ES, Jackson AA, Hanson MA, Burdge GC. Diétne obmedzenie bielkovín u gravidných potkanov indukuje a suplementácia kyselinou listovou zabraňuje epigenetickej modifikácii expresie pečeňových génov u potomstva. J Nutrition 2005; 135: 1382-86.

Richards EJ. Dedená epigenetická variácia - prehodnocovanie mäkkého dedičstva. Nat Rev Genet 2006; 7 (5): 395-401.

Slatkin M. Epigenetické dedičstvo a problém chýbajúcej dedičnosti. Genetika 2009; 182: 845-50

Wu G, Bazer F, Wallace J, Spencer T. Recenzia pozvaná radou: retardácia intrauterinného rastu: dôsledky pre vedy o zvieratách. J Anim Sci 2006; 84: 2316-37.

Mikrobióm: interakcia medzi hostiteľom, mikroflórou a stravou

Medzi potravinovými faktormi, črevnou mikroflórou a miestnym a systémovým javom hostiteľa existuje zložitá súhra. Na jednej strane zloženie mikrobioty formujú fenotypové a genetické variácie hostiteľa; v skutočnosti sa na mikrobiotu dá pozerať ako na geneticky zdedený fenotyp zvieraťa (Camarinha-Silva 2017). Na druhej strane mikroflóra ovplyvňuje fenotyp hostiteľa. V dôsledku toho možno mikrobiotu použiť ako prediktívnu nezávislú premennú pre rast, spotrebu krmiva a premenu krmiva (Camarinha-Silva 2017). Hostiteľské miRNA interagujú s väzbovými miestami na 16S ribozomálnej RNA z Lactobacillus reuteri, Prevotella stercorea a Streptococcus luteciae, ktoré boli vo výkaloch nadmerne zastúpené (Mohan 2016). Diéta má významný vplyv na zloženie a metabolickú aktivitu mikrobioty (Shen, 2017). Stravovacie návyky vedú k rozvoju takzvaných enterotypov, pričom takzvané „bufety“ majú hlavný vplyv na rozmanitejšie stravovanie (Graf, 2017).

Camarinha-Silva A, Maushammer M, Wellmann R, Vital M, Preuss S, Bennewitz J. Vplyv hostiteľského genómu na črevné mikrobiálne zloženie a mikrobiálnu predpoveď komplexných znakov u ošípaných. Genetika. 2017; 206 (3): 1637-44.

Graf D, Di Cagno R, Fük F a kol. Príspevok stravy na zloženie ľudskej črevnej mikrobioty. 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. Črevná dysbióza vyvolaná gluténom je doplnená selektívnou reguláciou mikroRNA s tesným spojením čriev a motívmi viažucimi baktérie. u makaka Rhesus pri modeli celiakie. Živiny 8, E684.

Doerge RW. Mapovanie a analýza kvantitatívnych znakov lokusov v experimentálnych populáciách. Nat Rev Genet 2002; 3: 43-52.

Konzorcium projektu ENCODE. Projekt ENCODE (ENCyclopedia Of DNA Elements). Veda. 2004; 306 (5696): 636-40.

Konzorcium FAANG. Koordinovaná medzinárodná akcia na urýchlenie genómu na fenóm s FAANG, projekt Funkčná anotácia živočíšnych génov. Genómová biológia 2015 16:57.

Hayes BJ, Visscher PM, Goddard ME. Zvýšená presnosť umelého výberu pomocou realizovanej matice vzťahov. Genet Res 2009; 91: 47-60

Jansen RC, Nap JP. Genetická genomika: pridaná hodnota zo segregácie. Trends Genet 2001; 17: 388-91.

Langfelder P, Horvath S. WGCNA: balík R na analýzu váženej korelačnej siete. BMC Bioinforma2008; 9, 559.

Luo W, Brouwer C. Pathview: balík R/Bioconductor na integráciu a vizualizáciu údajov na základe cesty. Bioinformatics 2013;, btt285.

Ponsuksili S, Du Y, Hadlich F, Siengdee P, Murani E, Schwerin M, Wimmers K. Korelované mRNA a miRNA zo spoločnej expresie a regulačných sietí ovplyvňujú vlastnosti ošípaných a nakoniec mäsa. BMC Genomics 2013; 14, 533.

Ponsuksili S, Du Y, Murani E, Schwerin M, Wimmers K. Elucidujúce molekulárne siete, ktoré ovplyvňujú alebo reagujú na plazmatickú koncentráciu kortizolu v cieľových tkanivách pečene a svalov. Genetics 2012; 192, 1109-22.

Ponsuksili S, Murani E, značka B, Schwerin M, Wimmers K. Integrácia profilovania expresie a asociácie celého genómu na disekciu tukových znakov v modeli ošípaných. J Lipid Res 2011; 52, 668-78.

Ponsuksili S, Murani E, Trakooljul N, Schwerin M, Wimmers K. Objav kandidátskych génov pre svalové vlastnosti založený na GWAS podporený eQTL-analýzou. Int J Biol Sci 2014; 10, 327-37.

Ponsuksili S, Zebunke M, Murani E, Trakooljul N, Krieter J, uppe B, Schwerin M, Wimmers K. Integrovaná celogenómová asociácia a štúdie hypotalamu eQTL naznačujú súvislosť medzi cirkadiánnym rytmom súvisiacim génom PER1 a zvládaním. Sci Rep 2015; 5, 16264.

Analýza sekvencie celého genómu iPSC

Meranie metabolických aktivít na morskom koni

Teslaa T, Teitell MA. Pluripotentný energetický metabolizmus kmeňových buniek: aktualizácia. EMBO J. 2015; 34 (2): 138-53.

Pracovné hypotézy konzorcia PAP-MV2022:

Použitie kognitívnej psychológie na vytvorenie typu mozgu:

V chove hospodárskych zvierat sa príjem potravy riadi pomocou implantovaných čipov, napríklad pomocou určenia toho, ako často krava získa prístup k množstvu krmiva. Obéznych ľudí ovláda ich vlastný mozog prostredníctvom veľmi zložitých fyziologických riadiacich obvodov, z ktorých niektoré sú stále transformované naučenými postupmi, ako sú stravovacie návyky a preferencie špeciálnych jedál. Z dôvodu tejto zložitosti sa zdá, že mozog má funkciu na vyššej úrovni (Konturek 2005), ktorú je možné pravdepodobne odvodiť nielen pomocou znalostí molekulárnych interakcií, ale pomocou naučených noriem a správania tiež dokumentuje zodpovedajúce štýly osobnosti.

V päťfaktorovom inventári NEO (NEO-FFI) podľa Costa & McCrae (1992) kognitívna psychológia zaznamenáva ľudskú osobnosť v päťfaktorovom modeli („veľká päťka“). Tam je zaznamenaných 5 základných kategórií neurotizmus, extraverzia, otvorenosť, tolerancia a svedomitosť. Vyvstáva otázka, či je táto klasifikácia použiteľná pre stratifikáciu obéznych ľudí a ich dodržiavanie terapeutických zásahov. Alternatívne by sa mohlo správanie osoby použiť aj na oddialenie odmeny („oneskorenie uspokojenia“, Marshmallow Experiment, Mischel 2014) alebo možno spomenúť zaobchádzanie s osobou v konfliktných situáciách.

Costa, P. T. McCrae, R. R. (1992). Upravený inventár NEO a päťfaktorový inventár NEO (Profesionálny manuál). Odessa: Zdroje psychologického hodnotenia.

Konturek PC, Konturek JW, Czenikiewicz-Guzik M, Brzozowski T, Sito E, Konturek SJ. Neuro-hormonálna kontrola príjmu potravy: základné mechanizmy a klinické dôsledky. J Physiol Pharmacol. 2005; 56 Sup 6: 5-25.

Walter Mischel: The Marshmallow Test: Mastering Self-Control, Little Brown, New York 2014, ISBN 0316230855

Všeobecne a najmä vyvstávajú tieto otázky:

Prečo máme na svete toľko jednotlivcov s nadváhou.
Ako môžem využiť svoj mozog na chudnutie?
Ako by mala vyzerať personalizovaná strava?
Ako dlho musím každý deň brať dovolenku, aby som mohol začať mobilizovať svoje tukové zásoby?
Ako môžem bojovať proti svojmu hladu?
Mám vôbec pocit hladu alebo pocit sýtosti?
Či vôbec viem, čo a koľko jem?
Je stravovací impulz vyvolaný hladom alebo inými faktormi?

Všetky tieto otázky sú na úrovni kognitívnej psychológie v oblasti lekárskeho psychologického výskumu a praxe a vedú k prísnej a poslednej otázke iniciatívy PAP-MV2022: Dajú sa určiť psychologicky, fyziologicky a možno aj epi-/geneticky validovateľné typy mozgu? Ak je to tak, toto odhodlanie vedie k väčšej adherencii pri osobnom terapeutickom zásahu. Tu použitý model SORKC je založený na rovnici správania, pomocou ktorej je možné poruchy vysvetliť a liečiť z hľadiska teórie učenia. S = stimul, O = premenná organizmu (t. J. Fyzikálne predpoklady), R = reakcia, K = náhodnosť posilnenia (ako je zosilnenie nepretržité alebo prerušované) a C = dôsledok posilnenia (pozitívny alebo negatívny). Model je založený na opise Kanfera a Saslowa (1974). Model SORKC je ústredná rovnica správania, ktorú je možné použiť na rozdelenie akejkoľvek choroby na oblasti, ktoré môžu viesť k pozitívnym alebo negatívnym následkom.

Ciele projektu

Špeciálne ciele projektu:

AP1 The Stratifikácia obéznych subjektov by sa mali uskutočňovať v podskupinách podľa klinických, epi-/genetických alebo psychologických aspektov, ktoré by tiež mohli preukázať odlišné dodržiavanie individuálnych terapeutických opatrení. Testované osoby sa zúčastňujú diéty 16/8 s alebo bez elektromyostimulácie (školenie EMS), súhlasia s analýzou SNP alebo s generovaním iPS buniek. Bunkové modely iPS sú charakterizované v AP3, AP4 a in-silico stratifikované v AP8. Otázkou je, či sekvencie genómu z bunkových modelov iPS v súvislosti s funkčnými štúdiami umožňujú vyvodiť závery o nadmernom alebo zníženom BMI darcu buniek. Okrem otázky genetických preformácií sa zisťuje, či existujú psychologické vzorce, ktoré hovoria za alebo proti dlhodobej účasti na ovplyvňovaní životného štýlu.

AP2 V štúdiách o Obézna adherencia predmety sú klasifikované podľa ich osobnostnej štruktúry. Na tento účel sa zaznamenáva a hodnotí dodržiavanie zmien v stravovacích návykoch. Táto registrácia slúži aj na vytváranie podskupín v kontexte fenotypovej charakterizácie v pracovnom balíku A1. Ďalej sú v rámci modelu správania SORKC vyvinuté jednotlivé faktory správania (prebytky a deficity v správaní), aby bolo možné zostaviť individuálny model obezity. Vyvíjajú sa behaviorálne opatrenia, aby bolo možné efektívne upraviť predtým zistené deficity a excesy správania. Po dokončení tohto opatrenia sa opäť zmeria adherencia a terapeutický výsledok. Výsledky meraní sú opäť spojené s fenotypovou charakterizáciou.

AP3 fenotypovo špecifické modely iPS buniek sú ustanovené na objasnenie molekulárnych procesov pri vývoji obezity. Produkciou fenotypovo špecifických iPS buniek (model HRO iPSC) sa zachovajú úplnosť a funkčnosť genómov postihnutých pacientov/testovaných osôb. Tieto bunkové modely sa používajú na funkčnú analýzu molekulárnych procesov na úrovni regulácie génov a stredného metabolizmu. Bunkové modely HRO iPS umožňujú rozsiahle komparatívne fyziologické, genetické a epigenetické analýzy diferencovaných a nediferencovaných iPS buniek od obéznych a neobéznych testovaných osôb. Ústrednou otázkou bude, ktoré znaky spojené s BMI budú mať fenotypovo charakterizované bunky iPSC.

Metabolizmus AP4 nervových diferencovaných kmeňových buniek. Výskum sa zameriava na význam metabolizmu pre proliferáciu nervových kmeňových buniek a ich diferenciáciu na nervové bunky a gliové bunky (de Lucia 2017). Tento vplyv súvisí s podozrením na zmenené metabolické vlastnosti nervových kmeňových buniek z iPS buniek od rôznych darcov (BMI> 40 v porovnaní s BMI ->

-->