マウスからヒトまで、代謝の健康の青写真を構築する(Building a blueprint of metabolic health – from mouse to human)

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2024-06-19 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

メタボリックシンドローム(代謝異常症候群)(MetS)は、高血圧、高血糖、不健康なコレステロール値、腹部脂肪といったリスク要因の集まりで、心臓病や2型糖尿病のリスクを高めます。EPFLのJohan Auwerx率いる科学者たちは、遺伝的に多様なBXDマウスを使い、臨床パラメータに基づく代謝健康スコア(MHS)を開発しました。49種のBXDマウスに標準食または高脂肪食を与え、体脂肪率、空腹時血糖、トリグリセリド、総コレステロール、空腹時インスリンを測定し、MHSを作成しました。次に、定量的形質座位マッピングを用いてMHSに関連するDNA領域を特定し、肝臓の遺伝子発現と血漿脂質プロファイルを分析しました。研究は、代謝健康に関連する2つの遺伝子領域(染色体7と8)を特定し、ヒトデータセットでも確認しました。これにより、個別化されたMetS管理・予防の可能性が示されました。

<関連情報>

BXDマウス遺伝的参照集団における代謝健康のシステム遺伝学 Systems genetics of metabolic health in the BXD mouse genetic reference population

Xiaoxu Li,Jean-David Morel,Jonathan Sulc,…,Arwen W. Gao ,Maroun Bou Sleiman
Cell Systems  Published:June 11, 2024
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cels.2024.05.006

Highlights

  • Metabolic health score (MHS) can indicate health status in mice and humans
  • MHS is associated with a specific transcriptomic signature in livers of BXD mice
  • QTL analysis revealed two MHS-associated genetic loci in multiple mouse populations
  • TNKS and MCPH1 are identified as modulators for metabolic homeostasis across species

Summary

Susceptibility to metabolic syndrome (MetS) is dependent on genetics, environment, and gene-by-environment interactions, rendering the study of underlying mechanisms challenging. The majority of experiments in model organisms do not incorporate genetic variation and lack specific evaluation criteria for MetS. Here, we derived a continuous metric, the metabolic health score (MHS), based on standard clinical parameters and defined its molecular signatures in the liver and circulation. In human UK Biobank, the MHS associated with MetS status and was predictive of future disease incidence, even in individuals without MetS. Using quantitative trait locus analyses in mice, we found two MHS-associated genetic loci and replicated them in unrelated mouse populations. Through a prioritization scheme in mice and human genetic data, we identified TNKS and MCPH1 as candidates mediating differences in the MHS. Our findings provide insights into the molecular mechanisms sustaining metabolic health across species and uncover likely regulators. A record of this paper’s transparent peer review process is included in the supplemental information.

Graphical abstract

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