母亲BMI与脐带血DNA甲基化及儿童中期体脂的关系

《Clinical Epigenetics》：Maternal BMI associations with cord blood DNA methylation and mid-childhood adiposity

　　

摘要

背景

儿童肥胖现象普遍存在，并与不良健康结果相关。表观遗传学在胎儿发育过程中的调控机制可能是其发病机制的潜在原因。我们通过对脐带血DNA进行全表观基因组关联研究（EWAS），利用“高血糖和不良妊娠结局研究”（HAPO）及其后续研究（HAPO FUS）的数据，识别出可能介导母亲体重指数（BMI）与后代脂肪量之间关联的DNA甲基化位点。HAPO是一项前瞻性、多中心、国际性的观察性研究，于2000至2006年间招募孕妇进行葡萄糖耐量测试；在分娩时收集脐带血并测量新生儿的身体指标。HAPO FUS研究于2013至2016年间进行，参与研究的10-14岁后代接受了身体成分、身体指标及空腹葡萄糖耐量测试。纳入HAPO FUS的研究对象要求分娩时孕周≥37周且无严重新生儿畸形。共有3,243份样本包含脐带血DNA甲基化（cbDNAm）数据，随访时儿童的平均年龄为11.5岁。本研究使用Infinium MethylationEPIC 850 K BeadChip芯片对脐带血DNA进行了甲基化分析，并通过线性回归模型在调整了人群亚结构、细胞计数以及母亲和儿童共变量后，检测母亲BMI与cbDNAm水平之间的关联；多重检验采用了Bonferroni校正方法。中介分析用于验证与母亲BMI显著相关的cbDNAm CpG位点（Bonferroni P < 0.05）是否能够解释母亲BMI与儿童BMI之间的关联。

结果

本研究共纳入3,116对母子样本，其中48%为白人，21%为亚洲人，19%为黑人，12%为西班牙裔，其余种族/族裔占比低于1%；36%的母亲和28.3%的儿童患有超重或肥胖。调整后，母亲BMI与7个CpG位点的DNA甲基化存在关联，包括：cg00579423、cg07138793、cg12188424、cg19345626、cg20020844、cg02988288和cg26974062。先前关于葡萄糖代谢和糖尿病的EWAS研究中已发现基因上的2个CpG位点。脐带血中cg20020844（SP6）位置的DNA甲基化现象介导了母亲BMI与儿童BMI z分数之间1.2%的关联。

结论

母亲在子宫内暴露于肥胖环境以及出生时存在的差异性甲基化可能参与了儿童肥胖的产前编程过程。