ปัจจัยที่ส่งผลต่อการทำงานของ Epigenetic

Epigenetic เป็นศาสตร์ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนที่เกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงลำดับ DNA แต่ถูกควบคุมโดยปัจจัยต่างๆ ทั้งจากภายในและภายนอกร่างกาย การศึกษาเกี่ยวกับ Epigenetic ได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของโรคต่างๆ รวมถึงกระบวนการชราภาพ

Epigenetic มาจากคำว่า "epi" ซึ่งแปลว่า "บน" หรือ "เพิ่มเติม" และ "genetic" ที่เกี่ยวข้องกับพันธุกรรม โดยรวมแล้ว Epigenetic หมายถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับการแสดงออกของยีน โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงลำดับ DNA แต่เป็นการปรับเปลี่ยนที่เกิดจากปัจจัยต่างๆ ทั้งจากสิ่งแวดล้อมและพฤติกรรมการใช้ชีวิต

กระบวนการทำงานของ Epigenetic ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงหลักๆ 3 รูปแบบ:

• DNA Methylation: การเติมหมู่เมทิล (CH3) เข้าไปที่ DNA ส่งผลให้ยีนถูกปิดการทำงาน
• Histone Modification: การปรับเปลี่ยนโปรตีนฮิสโตนที่ห่อหุ้ม DNA ทำให้การเข้าถึง DNA เปลี่ยนแปลงไป
• Non-coding RNA: RNA ที่ไม่ได้แปลรหัสเป็นโปรตีนแต่มีบทบาทในการควบคุมการแสดงออกของยีน

โภชนาการ

อาหารและสารอาหารมีผลต่อการเปลี่ยนแปลง Epigenetic อย่างมีนัยสำคัญ งานวิจัยพบว่าสารอาหารบางชนิดก็ผลต่อ Epigenetic ด้วยเช่นกัน

• วิตามิน B12 และโฟเลต
• สารต้านอนุมูลอิสระ
• สารประกอบ Polyphenol จากพืช
• โปรตีนและกรดอะมิโน
• ไขมันโอเมก้า-3

สิ่งแวดล้อม

มลภาวะ สารเคมี และการสัมผัสกับสารพิษ โดยสิ่งแวดล้อมที่มีผลกระทบต่อ Epigenetic ได้แก่

• มลพิษทางอากาศ
• โลหะหนัก
• สารกำจัดศัตรูพืช
• รังสียูวี
• สารเคมีที่ใช้ในชีวิตประจำวัน

พฤติกรรมการใช้ชีวิต

การออกกำลังกาย การสูบบุหรี่ การดื่มแอลกอฮอล์ และความเครียด ซึ่งพฤติกรรมต่างๆ จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลง Epigenetic โดยตรง เช่น

• การออกกำลังกายสม่ำเสมอช่วยปรับการทำงานของ Epigenetic ในทางที่ดี
• การสูบบุหรี่และดื่มแอลกอฮอล์ส่งผลเสียต่อการทำงานของ Epigenetic
• ความเครียดเรื้อรังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง Epigenetic ที่ไม่พึงประสงค์

ฮอร์โมน: การเปลี่ยนแปลงระดับฮอร์โมนและผลต่อการแสดงออกของยีน ซึ่งฮอร์โมนต่างๆ มีผลต่อการควบคุม Epigenetic เช่น

• ฮอร์โมนเพศ
• ฮอร์โมนความเครียด
• ฮอร์โมนการเจริญเติบโต
• ฮอร์โมนที่ควบคุมเมตาบอลิซึม

อายุ: การเปลี่ยนแปลง Epigenetic ที่เกิดขึ้นตามวัย การศึกษาพบว่าอายุที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลง Epigenetic ในหลายรูปแบบ:

• การลดลงของ DNA methylation
• การเปลี่ยนแปลงรูปแบบของ histone modification
• การสะสมความผิดปกติของ Epigenetic ตามอายุที่เพิ่มขึ้น

พันธุกรรม: ความสัมพันธ์ระหว่างพันธุกรรมและ Epigenetic พันธุกรรมและ Epigenetic ไม่ใช่สิ่งเดียวกันแต่มีความสัมพันธ์กันค่อนข้างใกล้ชิด

• ความแปรผันทางพันธุกรรมสามารถส่งผลต่อการทำงานของ Epigenetic
• การเปลี่ยนแปลง Epigenetic สามารถถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นได้
• ปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนและสิ่งแวดล้อมผ่านทาง Epigenetic

การเปลี่ยนแปลง Epigenetic ส่งผลต่อสุขภาพในหลายด้าน เช่น

• การพัฒนาของโรคมะเร็ง
• โรคระบบภูมิคุ้มกัน
• โรคเมตาบอลิก
• โรคระบบประสาท
• กระบวนการชราภาพ

นวัตกรรมด้าน Epigenetic กำลังได้รับการพัฒนามากขึ้นเรื่อยๆ ส่งผลมาจากการวิจัยต่างๆเกี่ยวกับพันธุกรรมที่ทำวิจัยกันอย่างต่อเนื่อง 

1. นวัตกรรมต่อต้านริ้วรอย: จากการวิจัยเกี่ยวกับ Epigenetics อย่างต่อเนื่อง ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้นำความรู้เรื่อง Epigenetics มาทดสอบและค้นหาสารสำคัญที่มีผลต่อการควบคุมการแสดงออกของยีน ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ สาร Dihydromyricetin ที่ได้ทำการทดสอบในห้องทดลองว่าสามารถทำงานในระดับเซลล์ สามารถกระตุ้นและฟื้นฟูการทำงานของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับความอ่อนเยาว์ของผิว ผลการศึกษาทางคลินิกแสดงให้เห็นว่าสามารถช่วยลดเลือนริ้วรอยได้ภายใน 4 สัปดาห์
2. งานวิจัยล่าสุดจาก Nature.com และ NCBI แสดงให้เห็นว่า:
• การควบคุมอาหารและการออกกำลังกายที่เหมาะสมสามารถปรับการทำงานของ Epigenetic ในทางที่ดี
• การใช้สารอาหารเฉพาะเพื่อกระตุ้นการทำงานของยีนที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซมเซลล์
• การพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปที่การควบคุม Epigenetic เพื่อรักษาโรคต่างๆ

อ้างอิง:

• Nature.com: Epigenetic Influences and Disease (2008)
• NCBI: Genetics, Epigenetic Mechanism (2023)
• Environmental Health Perspectives: Epigenetics: The Science of Change (2006)

เรียบเรียงจากการบรรยายทางวิชาการเรื่อง ‘Epigenetics’ ของ ศ.ดร.พญ. รังสิมา วณิชภักดีเดชา