Differential methylation at novel putative imprinting control regions on chromosome 20 associated with childhood obesity.

چکیده اصلی

DNA methylation may link early-life exposures to later obesity risk; however, most studies examine individual CpG sites using commercial arrays that cover < 5% of the genome and often overlook biologically relevant regulatory regions. Imprinting control regions (ICRs) regulate parent-of-origin gene expression and are enriched for growth and metabolic genes, representing strong candidates for developmental programming of obesity. In 586 participants of the Newborn Epigenetics STudy (NEST), we leveraged the novel Human Imprintome Array to measure methylation at >1,000 characterized and putative ICRs genome-wide in umbilical cord blood. We applied principal component and kernel machine regression to identify ICR methylation at birth associated with sustained childhood obesity, defined as BMI ≥ 95th percentile during most of childhood. Sustained childhood obesity was associated with differential methylation at seven ICRs in cord blood, with 2-10% mean differences between obesity and normal weight groups, including novel regions localized to chromosome 20q11.1-20q11.21 (ICR_1182, ICR_1179, ICR_1181, ICR_1177, ICR_1180, and ICR_1165), mapping to or near CDC27P4, LINC01597, DUX4L37, and DUX4L34, and ICR_927 mapping to previously characterized ZNF597/NAA60. Most ICRs overlapped multiple transcriptional regulator binding sites. Associations persisted in peripheral blood collected in later childhood at ages 8-16 years. Among offspring of mothers with pre-pregnancy obesity, an additional 50 associations were identified. Sex-stratified analyses revealed no further insights. These findings identify novel ICRs - particularly on chromosome 20q - as potential early-life epigenetic biomarkers of childhood obesity. If replicated, these stable ICR methylation patterns may identify children at risk for obesity at birth, informing targeted prevention before obesity develops and guiding novel therapeutic strategies.

ترجمه فارسی چکیده

متیلاسیون DNA ممکن است رابطه‌ای میان مواجهه‌های زودرس زندگی و خطر چاقی در آینده ایجاد کند؛ اما اکثر مطالعات از آرایه‌های تجاری استفاده می‌کنند که کمتر از ۵ درصد ژنوم را پوشش می‌دهند و اغلب مناطق تنظیمی زیست‌شناختی مهم را نادیده می‌گیرند. نواحی کنترلی اپیزایم (ICRs) بیان ژن‌ها را بر اساس مادر/پدر تنظیم می‌کنند و غنی از ژن‌های رشد و متابولیسم هستند. در ۵۸۶ شرکت‌کننده در مطالعه اپیزایم نوزاد (NEST)، از آرایه جدید Human Imprintome برای اندازه‌گیری متیلاسیون در بیش از ۱۰۰۰ منطقه ICR مشخص و فرضی در خون نطاق استفاده شد. تحلیل‌ها نشان دادند که متیلاسیون ICR در تولد با چاقی کودکی پایدار مرتبط است. این چاقی با تفاوت متیلاسیون در هفت ICR در خون نطاق مرتبط بود. در میان مادرانی که پیش از بارداری چاق بودند، ۵۰ رابطه اضافی شناسایی شد. این یافته‌ها نواحی ICR جدید - به‌ویژه روی کروموزوم ۲۰q - را به عنوان نشانگرهای اپیزایمیک زودرس احتمالی معرفی می‌کنند.

متن کامل اصلی