Adipositas

Epigenetische Veränderungen fördern Leberverfettung

Mäuse, mit starkem Hang zum Übergewicht, weisen bereits in einem Alter von sechs Wochen epigenetische Veränderungen auf, die dazu führen, dass die Leber das Enzym DPP4 verstärkt bildet und ins Blut abgibt. Langfristig begünstigt dies das Entstehen einer Fettleber.

DNA Methylierung

DNA Methylierung | Christoph Bock, CC BY-SA 3.0

Auch bei Menschen, die unter einer Leberverfettung leiden, sind solche Veränderungen am Erbgut nachweisbar und lassen auf eine ähnliche Ursachenkette schließen. Dies sind die Ergebnisse eines internationalen Forscherteams um Annette Schürmann, Robert Schwenk, Christian Baumeier und Sophie Saussenthaler vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung (DIfE), einem Partner des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD).

DPP4* ist ein Enzym, das wichtige Darmhormone des Zuckerstoffwechsels in ihrer Wirkung hemmt. Verschiedene Untersuchungen weisen dabei darauf hin, dass hohe Blutzuckerspiegel die körpereigene Bildung des Enzyms anregen. Zudem weisen besonders Menschen, die von einer nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung** betroffen sind, hohe DPP4-Werte in der Leber und im Blut auf. Bislang war jedoch unklar, ob die erhöhten Enzym-Werte auf die Verfettung der Leber zurückzuführen sind oder diese erst auslösen.

Epigenetik im Blick

Um eine Antwort auf diese Fragen zu finden, untersuchten die Wissenschaftler zunächst die Genregulation des DPP4-Gens in Mäusen, die zu Übergewicht neigen. Ähnlich wie eineiige Zwillinge sind alle Tiere dieses Zuchtstamms genetisch identisch. Dennoch nehmen einige der Mäuse unter derselben fettreichen Ernährung viel stärker zu als andere und entwickeln im Erwachsenenalter mit etwa 20 Wochen eine Fettleber. Dies lässt annehmen, dass die Unterschiede in der Gewichtsentwicklung auf epigenetische Effekte zurückzuführen sind.

Nicht-alkoholische Fettleber

Forscher des Instituts für Stammzellforschung und Regenerative Medizin am Universitätsklinikum Düsseldorf haben unter der Leitung von Prof. Dr. James Adjaye ein in vitro Modellsystem für die Analyse der nicht-alkoholischen Fettleber (NAFLD) entwickelt.

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Wie die Forscher zeigen, war bei den Tieren, die schnell an Gewicht zulegten, im Vergleich zu den anderen Mäusen, bereits im Alter von sechs Wochen das DPP4-Gen an bestimmten Stellen weniger stark methyliert, also epigenetisch verändert. Hierdurch stiegen sowohl die Enzym-Synthese in der Leber als auch die Enzym-Werte im Blut in Abhängigkeit vom Blutzuckerspiegel deutlich an, noch bevor die Tiere eine Fettleber entwickelten. „Vielleicht kann man die Methylierung des Gens mit einem Dimmschalter vergleichen, der das Ablesen des Gens und damit die Menge des gebildeten Enzyms reguliert. Sind viele Stellen am Gen methyliert, ist die DPP4-Synthese in den Leberzellen ‚gedimmt‘, das heißt verringert und umgekehrt“, erklärt Christian Baumeier, der federführend an der Studie beteiligt war. Darüber hinaus beobachteten die Wissenschaftler, dass später nur die erwachsenen Tiere unter einer Fettleber litten, deren DPP4-Spiegl in der Leber aufgrund einer geringeren Methylierung erhöht waren. “Unsere Ergebnisse zeigen damit eindeutig, dass die in den übergewichtigen Tieren gemessenen, höheren DPP4-Werte in der Leber und im Blut nicht auf die Leberverfettung zurückzuführen sind, sondern umgekehrt, die veränderte epigenetische Regulation des Gens für die Entstehung der Fettleber verantwortlich ist“, ergänzt Sophie Saussenthaler, die sich mit Baumeier die Erstautorschaft teilt.