營養基因組學:

從分子營養學到疾病的預防Nutrigenomics:FromMolecularNutritiontoPreventionofDiseaseAuthorJournalvstimeLYDIAAFMAN,PhDDutchJournaloftheAmericanDieteticAssocition

2006ImpactFactor:3.128營養基因組學面臨挑戰研究思路應用展望研究方法由于人體內缺乏乳糖酶致使乳糖代謝異常的一種疾病乳糖不耐癥6%18%60%30%25%營養基因組學Nutrigenomics營養基因組學研究熱點通過特定的營養手段來影響、干預基因的表達尤其是營養素的缺乏與疾病預防之間的關系我們都知道藥物可以影響基因的表達，我們通過食物攝取的營養素同樣可以，只不過影響的程度非常微小，通過日積月累，這種影響是非常有意義美國現在在研的一個項目即為通過營養手段預防肝癌分子營養學基因組學應用分子生物學技術和方法從分子水平上研究營養學DNA、基因、蛋白質水平研究基因組的結構、功能及表達產物的學科。蛋白質、復雜功能的RNA健康營養基因組營養基因組學（Nutrigenomics）——是研究營養素對機體基因的轉錄、翻譯表達及代謝機理的科學。從學科角度考慮即使將基因組學應用于分子營養學營養基因組學是基于多學科的邊緣學科交叉領域Nutrigenomics營養素如何影響代謝途徑及體內穩態控制

如何在膳食相關疾病的早期干擾這種調節機制

個別敏感基因促成這些疾病的程度

強化理解營養基因組學將促成一種有據可依的膳食干涉策略這種策略對于恢復健康及預防膳食相關疾病均有益處

NutrigenomicsChanllenge龐大的數據不同的技術平臺新生物統計學算法健康志愿者提供的不可取組織樣本營養基因組學的期望值很高，但是研究進程卻是緩慢的。營養基因組學領域面臨著這樣一個挑戰——在克服大量技術障礙的同時建立一個穩固的研究基礎。一個簡單的營養基因組學實驗即會產生龐大的數據。我們必須學會從這些數據中快速提煉出有價值的生物學信息。

Chanllenge分子生物學基因組學營養學藥學生物信息學這種通過共同努力得到的成功歸功于不同學科科學家的極佳溝通及來自不同實驗室基因組學數據的高度兼容。一個研究組無法獨自解決這種規模、數量的挑戰，這就需要眾多研究組的協力合作。同時，許多基因組學技術都是很昂貴的。于是，出現這樣一種現象——越來越多的國家、國際營養基因組學團體開始協力解決這種挑戰。Chanllenge驗證這些活性成分作為功能食品成分的活性效果從分子水平識別食物活性成分發展“個性化飲食”食品企業意識到營養基因組學作為發展基礎研究的必然性這其中一些團隊涉足食品企業與學術界的合作

Approach胰島素抵抗性狀收集糖尿病性狀收集代謝性應激性狀收集代謝綜合征初期代謝性應激的作用炎癥性狀收集營養基因組學研究的重要目標研究營養素對基因組的影響Approach代謝綜合征的發展過程生物標記物Approach分子學信號營養素基因表達形式蛋白質表達形式代謝物表達形式這種方式即是從分子水平洞察營養素作用機制細胞傳感機制營養學研究的一個主要焦點在于慢性疾病的預防如心血管疾病、代謝綜合征以及癌癥這種失調將由于某種食物組分的介入得到部分調節Approach復雜性面臨的問題差異性不同結合力特異性將重要且復雜的研究問題分解為小規模可行、能被正常規模研究小組完成的項目營養素靶目標ApproachApproach經歷一番構象變化細胞核受體輔阻遏蛋白輔激活蛋白營養素營養素代謝物通過改變特殊基因的DNA轉錄水平對營養素改變進行響應

配體營養素傳感器轉錄因子激活營養素傳感器群轉錄因子細胞核受體Methods生物標記物biomarker研究方法DNA芯片

microarrays

Methods蛋白質代謝物身體功能生物標記物一類與細胞生長增殖有關的標志物它們可以用來指示病理生理學改變,這種改變最終因個人性狀的不同而形成慢性疾病基因-轉錄組蛋白質組代謝物組生物標記物的測定Methods靈敏在同一個研究中同時測定成千上萬個基因的表達程度

正在開發當中發展迅速極具創新性精確敏感

轉錄組代謝組蛋白質組轉錄組即一個活細胞所能轉錄出來的所有mRNA

轉錄組學研究生物細胞中轉錄組的發生和變化規律即從RNA水平研究基因表達的情況蛋白質組學闡明生物體基因組在細胞中表達的全部蛋白質的表達模式及功能模式蛋白質組指由一個基因組或一個細胞、組織表達的所有蛋白質代謝組學主要研究細胞、組織或體液中內源性及外源性代謝物的總和Methods這些組學的研究為生物標志物的發現、鑒定和評價提供了有力的技術平臺但目前還沒有能夠準確、專一、足夠靈敏的生物標記來確定其在疾病發作前的病理學變化MethodsDNA芯片,又稱基因芯片或微陣列(microarrays)其技術原理是基于DNA堿基的配對和互補,把DNA或RNA分解為一系列堿基數固定交錯且重疊的寡核苷酸并進行測序,然后進行序列拼接。Methods待測基因酶切成不同長度的片段熒光定位標記DNA芯片雜交應用激光共聚焦熒光顯微鏡掃描芯片根據探針的位置和序列就可確定靶序列相應基因的序列或表達及突變情況該技術可以檢測營養素對整個細胞、組織甚至整個系統及作用方式上的差異Future由于個體間基因差異導致對攝入的營養產生不同的響應相關的營養基因