基于“土得木而達”理論探討表觀遺傳與肥胖

李蘇雯，王艷，陳秋

（1.成都中醫(yī)藥大學臨床醫(yī)學院，四川 成都 610000；2.成都中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，四川 成都 610000）

0 引言

近年來，肥胖作為影響全球人類健康的重要公共衛(wèi)生問題越來越受到重視。其發(fā)生受到個體、社會、環(huán)境等多方面因素的影響，是心臟疾病、糖尿病、腎臟疾病和許多癌癥的主要風險因素。2016年全球有6.7億成年人受肥胖影響，自1975年以來，全球成年人肥胖患病率幾乎翻了三倍。在中國2018年，肥胖的標準化患病率為8.1%，是2004年的兩倍多。同樣，就超重患病率而言，2010年后的年增長速度約為2010年前的一半[2]。肥胖的發(fā)病機制是其重要的研究熱點，早期針對肥胖的研究大部分都認為遺傳因素在肥胖的發(fā)生和發(fā)展中起著主要作用，近年來，大量的針對大樣本人群肥胖遺傳因素對發(fā)病的貢獻的研究顯示，在肥胖的發(fā)病機制中，單純基因突變因素占比遠小于之前所估計的[3]。隨著研究的深入，大量的證據(jù)提示，肥胖是由遺傳因素和環(huán)境因素交互作用的代謝性疾病。表觀遺傳作為與經(jīng)典遺傳學不同，它提出基因表達的可遺傳改變，并且可以被環(huán)境所誘導。該遺傳學說將環(huán)境與多種疾病發(fā)生發(fā)展過程聯(lián)系起來，很好地體現(xiàn)環(huán)境和基因的相互作用；中醫(yī)認為肥胖是本虛標實之證，肝郁脾虛是重要病機，痰、濕、熱等病理產(chǎn)物貫穿其中[1]，提出了疏肝健脾瀉熱為治法，符合《黃帝內(nèi)經(jīng)》中提出“土得木而達”理論特點，是對肝脾生理關(guān)系的經(jīng)典概括，將肝脾理論引入肥胖的表觀遺傳學中，為肥胖防治提供新思路的同時，以期為推動中醫(yī)現(xiàn)代化進程提供一個關(guān)鍵切入點。

1 肥胖與表觀遺傳

表觀遺傳學被定義為在基因DNA序列沒有發(fā)生改變的情況下，長期影響基因表達且可以遺傳及能夠逆轉(zhuǎn)的細胞內(nèi)遺傳因素，它通過DNA 甲基化、組蛋白修飾、染色體重塑和長鏈非編碼RNA( long non-coding RNA，Lnc RNA) 等方式調(diào)控生物學的表型。近年來，不斷有研究發(fā)現(xiàn)，DNA甲基化、組蛋白修飾和miRNAs對基因轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控的表觀遺傳變化與肥胖密切相關(guān)。

1.1 DNA甲基化與肥胖

DNA甲基化在不改變DNA序列的提前下，通過（DNMT）催化，將甲基從S-腺苷酸甲硫氨酸（SAM）轉(zhuǎn)移到胞嘧啶殘基的第五位碳原子上，形成5-甲基胞嘧啶，進而控制基因表達、改變遺傳表現(xiàn)。近年來的研究發(fā)現(xiàn), DNA甲基化通過調(diào)控脂肪細胞分化轉(zhuǎn)錄因子、轉(zhuǎn)錄輔助因子以及多種脂肪組織特異性基因的表達，從而在脂肪組織的生長發(fā)育過程中發(fā)揮著及其重要的作用。Dick[4]等進行的全基因組分析研究發(fā)現(xiàn)，缺氧誘導因子3A(hypoxia inducible factor 3 A，HIF3A) 的甲基化與身體質(zhì)量指數(shù)( body mass index，BMI) 的增加之間存在特定的關(guān)聯(lián)。研究表示，HIF3A的靶向破壞可以保護機體，降低肥胖率，減少飲食誘導的肥胖，降低IR的發(fā)生率。熱量限制(caloric restriction)是肥胖的治療的常用方式，Bouchard[5]等通過對超重/肥胖絕經(jīng)后婦女進行標準的6個月熱量限制干預(yù)，分析比較了減肥效果好(高應(yīng)答者)與減肥效果差(低應(yīng)答者)的腹部脂肪組織基因組DNA甲基化，研究結(jié)果顯示，節(jié)食前，高反應(yīng)者和低反應(yīng)者之間在35個位點上發(fā)現(xiàn)了顯著的DNA甲基化差異，其中3個區(qū)域在干預(yù)后顯示出差異甲基化。其中一些區(qū)域包含已知參與體重控制和胰島素分泌的基因，而另一些區(qū)域位于已知的印跡基因組區(qū)域。而在節(jié)食后，才觀察到基因表達譜的差異，兩組之間有644個基因差異表達。這些數(shù)據(jù)提示DNA甲基化參與脂肪組織的生長發(fā)育，意味著肥胖和DNA甲基化的調(diào)控密切相關(guān)。

1.2 組蛋白修飾與肥胖

在組蛋白的轉(zhuǎn)錄修飾修飾形式中，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和組蛋白去乙酰轉(zhuǎn)移酶分別調(diào)控著乙酰化和去乙?；臓顟B(tài)，而乙?；臓顟B(tài)可通過可激活基因轉(zhuǎn)錄，去乙?；瘎t抑制相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。研究發(fā)現(xiàn)，解偶聯(lián)蛋1( uncoupling protein 1，UCP1) 介導非顫抖性產(chǎn)熱能夠調(diào)節(jié)能量穩(wěn)態(tài)的棕色脂肪組織( brown adipose tissue，BAT)，被認為是對抗肥胖及其相關(guān)疾病的治療靶點。對高脂喂養(yǎng)后表現(xiàn)為肥胖表型的大鼠和肥胖抵抗型的大鼠進行對比研究發(fā)現(xiàn)[6]，肥胖表型大鼠的P16(INK4a)和P21(Cip1)mRNA的表達顯著上升， 其中P16(INK4a)的上調(diào)與組蛋白H4在P16(INK4a)啟動子和編碼區(qū)高度乙酰化水平相關(guān)，并且與P16(INK4a)編碼區(qū)組蛋白H3第27位賴氨酸低度乙?；较嚓P(guān)。P21(Cip1)的上調(diào)與組蛋白H3H4乙?；黾樱琍21(Cip1)啟動子組蛋白H3第27位賴氨酸三甲基化下降相關(guān)。這表明組蛋白的修飾介入了肥胖的發(fā)生。

1.3 微小RNA(micro RNA，miRNA)與肥胖

miRNAs是在真核生物中發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的非編碼RNA，其大小長為20～25個核苷酸[7]。近年來，miRNAs已成為一類代謝和能量穩(wěn)態(tài)的表觀遺傳調(diào)節(jié)因子。Lin[8]等發(fā)現(xiàn)，miR-27基因家族在脂肪分化過程中下調(diào)。miR-27的過度表達特異性地抑制脂肪細胞的形成，而不影響肌源性分化。PPARc和C/EBPa是脂肪生成的兩個主要調(diào)節(jié)因子，而miR-27的表達導致PPARc和C/EBPa的表達受阻，相關(guān)數(shù)據(jù)有力地表明，miR-27是一類新的脂肪生成抑制劑，可能在肥胖的病理發(fā)展中發(fā)揮作用。

2 肥胖、表觀遺傳與“土得木而達”理論

2.1 肥胖與“土得木而達”理論

臟腑五行屬性中，脾胃屬土，肝膽屬木?！巴恋媚径_”語出《素問·寶命全形論》。其中，對“達”一字涵義歷來較為統(tǒng)一，皆謂之通達、暢通?！墩f文》云：“達，行不相遇也?！蓖醣ⅰ端貑枴の宄Ｕ笳摗芬嘣疲骸斑_，通也，出也，行也。”“土得木而達”從五行關(guān)系角度，強調(diào)了木行對土行疏通、暢達得作用。另一方面，立足于臟腑生理功能而言，肝藏血主疏泄，調(diào)暢氣機、情志; 脾主運化升清，主生血而統(tǒng)血。二者在疏泄與運化、藏血與統(tǒng)血及情志的相互影響。清代醫(yī)家何夢瑤《醫(yī)碥》中曰：“木能疏土而脾滯以行。”即強調(diào)脾運化水谷有賴于肝得疏泄功能。清代醫(yī)家周學海在《讀醫(yī)隨筆·升降出入論》中曰:“脾主中央濕土，其體淖澤，是水氣也……其性鎮(zhèn)靜是土之正氣也。靜則易郁，必借木氣以疏之。土為萬物所歸，四氣具備，而求助于水和木者尤亟……故脾之用主于動，是木氣也”[9]。亦強調(diào)“土得木而達”。肥胖癥屬于中醫(yī)“肥滿、痰濕”范疇。《素問·通評虛實論》中記載：“肥貴人，則高梁之疾也。”在其病病因病機方面古代醫(yī)家多認為脾虛而嗜食膏粱厚味導致痰濕積滯發(fā)為肥胖。清·葉天士《臨證指南醫(yī)案》中曰：“而但濕從內(nèi)生者，必其人膏粱酒醴過度，或嗜飲茶湯太多，或食生冷瓜果及甜膩之物……若內(nèi)生濕邪，多因膏粱酒醴，必患濕熱，濕火之癥，若其人色白而肥。肌肉柔軟者，其體屬陰?！庇纱丝梢?，肥胖是營養(yǎng)物質(zhì)代謝失常所致，是肝脾功能失調(diào)的代表疾病之一。卓越[10]等臨床發(fā)現(xiàn)中青年肥胖者和女性肥胖者多有情志方面的問題，而肝主調(diào)暢情志，肝疏泄太過或不及均影響脾胃氣機的升降，進而致運化失司，化生痰濕而成肥胖。張燕麗[11]等在總結(jié)胰島素抵抗肥胖臨床治療經(jīng)驗后，指出肝郁脾虛是胰島素抵抗肥胖的重要病機。因此水谷精微代謝過程需要肝的疏泄功能協(xié)助脾共同完成。綜上“土得木而達”對肥胖的治療具有重要指導意義。

2.2 表觀遺傳與“土得木而達”理論

研究證明如癌癥、冠心病、糖尿病、肥胖等多基因的復(fù)雜性疾病是基因和環(huán)境共同的作用結(jié)果。環(huán)境等因素對有關(guān)疾病的遺傳信息的表達進行表觀遺傳調(diào)控，從而在復(fù)雜性疾病的發(fā)生中有重要的作用，且通過對環(huán)境等因素的積極干預(yù)能有效地預(yù)防和逆轉(zhuǎn)疾病的發(fā)生和發(fā)展[12]。面對復(fù)雜性疾病，中醫(yī)主要是通過“避邪風、暢情志、調(diào)飲食、宜居處”等措施以及方藥等的整體干預(yù)達到防治目的，強調(diào)“天人合一”，重視外在環(huán)境與人體的整體性，這與表觀遺傳學的觀點不謀而合。中醫(yī)對于治療肥胖所提出的“土得木而達”理論正是中醫(yī)“天人合一”觀點治療疾病的有力實踐。

2.2.1 脾與表觀遺傳

《靈樞·決氣》曰：“胃滿則腸虛，腸滿則胃虛，更虛更滿，故氣得上下，五臟安定，血脈和利，精神乃居。故神者，水谷之精氣也?！睆娬{(diào)了調(diào)飲食的重要性。脾胃為后天之本，受納腐熟水谷，化生氣血津液，濡養(yǎng)臟腑組織官竅，進而化神。近年來不斷有研究發(fā)現(xiàn)，成年后患精神、代謝等疾病的概率主要跟生命早期營養(yǎng)不良密切相關(guān)。李小鵬[13]等研究發(fā)現(xiàn)，子代生長發(fā)育、糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的代謝與孕期營養(yǎng)不良密切相關(guān)，其表觀遺傳調(diào)控在甲基化、乙?；⑿NA和染色質(zhì)重塑均有表達。Tobi[14]等研究顯示，在饑荒年代出生的嬰兒體內(nèi)存在著181個差異甲基化位點，進而影響生命生長發(fā)育特別是體內(nèi)代謝，提出表觀遺傳調(diào)節(jié)通過產(chǎn)前營養(yǎng)不良的途徑可能會促進日后的不良代謝表型。Chen[15]等在父系高脂飲食（HFD）小鼠模型中發(fā)現(xiàn)精子tRNA衍生的小RNA（TSRNA）的一個子集，表現(xiàn)出表達譜和RNA修飾的變化，將HFD小鼠模型的精子tsRNA部分注射到正常小鼠模型中會導致F1子代代謝紊亂，并改變F1子代早期胚胎和胰島中代謝途徑的基因表達，進而提出tsRNAs 可作為一種表觀遺傳信息的載體，飲食則可影響精子內(nèi)tsRNAs 的表達，并且遺傳給后代。

2.2.2 肝與表觀遺傳

中醫(yī)歷來有后天情志內(nèi)傷致病的理論，《黃帝內(nèi)經(jīng)》曰：“百病生于氣也?！薄豆茏印吩?“暴傲生怨，憂郁生疾，疾困乃生?！薄斑^怒傷肝……憂思傷脾……”等，強調(diào)情志對機體健康具有重要的影響。中醫(yī)認為除心神主宰人的情緒活動之外，肝通過的疏泄功能以及對氣機的調(diào)暢積極參與了情志、思維等高級的生理活動并產(chǎn)生及其重要的影響。楊勇[16]研究表明，神經(jīng)病理性疼痛模型大鼠其子代的基礎(chǔ)痛閾雖然無明顯變化，但會使子代產(chǎn)生焦慮抑郁等負面情緒，使子代下丘腦-垂體-腎上腺軸 ( HPA 軸) 處于活躍狀態(tài)，杏仁核內(nèi)甲基化轉(zhuǎn)移酶 1 ( DNMT1) 蛋白表達高于對照組，總體甲基化程度較高。多項動物研究表明[17]DNA甲基化/去甲基化酶表達水平調(diào)節(jié)應(yīng)激對大腦的影響。DNA重頭甲基轉(zhuǎn)移酶DNMT3a在抑郁癥患者伏隔核中表達升高，抗抑郁治療能降低DNMT3a的表達水平。

“土得木而達理論”是中醫(yī)對肝脾關(guān)系的經(jīng)典概括，同時也是中醫(yī)對于治療肥胖提出的新的治療理論。在該理論中，脾運化水谷而營養(yǎng)機體，是后天之本，強調(diào)人體自身在疾病的發(fā)生發(fā)展中的影響。肝主調(diào)暢情志，受外在自然、社會環(huán)境所影響，強調(diào)環(huán)境因素與疾病密切相關(guān)，由此可見表觀遺傳修飾的可逆性、易于受到環(huán)境所誘導的特點與中醫(yī)“土得木而達”理論具有相似之處。

3 中醫(yī)基于表觀遺傳對疾病的防治

中醫(yī)藥在中國應(yīng)用已有上千年的歷史，近年來，大量的研究顯示，以天然藥物組成的中醫(yī)復(fù)方可以通過對表觀遺傳學機制的調(diào)控達到治療的目的。研究發(fā)現(xiàn)[18]，加味大柴胡湯在臨床治療肥胖中具有減輕體重、改善脂代謝、增加胰島素敏感性、減輕氧化應(yīng)激及炎癥等作用，而這些因素均與胰島素抵抗相關(guān)基因甲基化密切相關(guān)。同時也有研究表明[19]，腸道微生物菌群及其他相關(guān)代謝通路有關(guān)的表觀遺傳DNA甲基化與肥胖等代謝性疾病存在著密切的關(guān)系，中藥復(fù)方通過調(diào)節(jié)腸道菌及SCFAs的產(chǎn)生進而調(diào)節(jié)和改善糖脂代謝。王蕾[20]等研究顯示，中藥復(fù)方能夠降低肝、腎組織中甲基化水平，促進功能基因表達，可能是其提高機體生命活力和整體效應(yīng)的分子機制之一。潘樂[21]等研究左歸丸與右歸丸作為補腎藥對成骨、成脂誘導環(huán)境中骨髓間充質(zhì)干細胞的β-cantenin、PPARγ基因的表達和其甲基化水平的影響。結(jié)果證實補腎中藥可以通過DNA甲基化的表觀遺傳學機制抑制成脂、促進成骨。鐘廣偉等[22]研究發(fā)現(xiàn)平肝潛陽方含藥血清可能通過促進VSMC內(nèi)DNMT1的表達，提高細胞基因組整體甲基化水平，從而抑制VSMC的增殖和遷移能力。趙偉峰等[22]研究發(fā)現(xiàn)血府逐瘀膠囊和四季三黃膠囊聯(lián)合應(yīng)用可能通過提高AS小鼠血清的整體DNA甲基化和DNMTs水平，從而穩(wěn)定AS斑塊。中醫(yī)藥在數(shù)千年的傳承發(fā)展中逐漸成熟及壯大，不斷的研究正逐步證實其在治療表觀遺傳所引起的疾病的發(fā)生發(fā)展方面具有獨特的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

隨著表觀遺傳學的研究不斷深入，肥胖等代謝性疾病與表觀遺傳學之間的聯(lián)系不斷被揭示，肥胖的表觀遺傳學所強調(diào)的基因和環(huán)境的相互作用與中醫(yī)治療肥胖的“肝脾理論”中重視的飲食-情志-疾病之間的聯(lián)系不謀而合。諸多研究表明[23]，中醫(yī)藥對肥胖的防治因具備著綠色安全高效的天然優(yōu)勢而為廣大醫(yī)生及患者所青睞。目前中醫(yī)學對肥胖的表觀遺學方面的研究尚處于初級階段，中藥復(fù)方成分相互影響機制復(fù)雜，表觀遺傳學所涵蓋的影響因素也較為復(fù)雜，探尋單一的針對性的作用靶點尚有困難。從表觀遺傳學角度對中醫(yī)的“土的木而達”理論進行闡述，有助于挖掘“土得木而達”的治療肥胖的科學內(nèi)涵、豐富中醫(yī)肝脾制化的藏象理論。立足于“土的木而達”理論對肥胖的表觀遺傳學內(nèi)容進行深入的研究，將中醫(yī)的“土的木而達”理論與表觀遺傳學有機融合的同時，開拓了中醫(yī)治療肥胖的新途徑，對于指導肥胖的臨床防治以及藥物研究有重要意義。