營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)

學(xué)科簡(jiǎn)介營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)是研究營(yíng)養(yǎng)素和植物化學(xué)物質(zhì)對(duì)機(jī)體基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)及代謝機(jī)理的科學(xué)。它以分子生物學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用DNA芯片、蛋白質(zhì)組學(xué)等技術(shù)來(lái)闡明營(yíng)養(yǎng)素與基因的相互作用。目前主要是研究營(yíng)養(yǎng)素和食物化學(xué)物質(zhì)在人體中的分子生物學(xué)過(guò)程以及產(chǎn)生的效應(yīng),對(duì)人體基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)以及代謝機(jī)制,其可能的應(yīng)用范圍包括營(yíng)養(yǎng)素作用的分子機(jī)制、營(yíng)養(yǎng)素的人體需要量、個(gè)體食譜的制定以及食品安全等,它強(qiáng)調(diào)對(duì)個(gè)體的作用。是繼藥物之后源于人類基因組計(jì)劃的個(gè)體化治療的第二次浪潮。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)所涉及的學(xué)科有營(yíng)養(yǎng)學(xué)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、生物化學(xué)、生物信息學(xué)等,從這個(gè)層面上看,營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)是基于多學(xué)科的邊緣學(xué)科。學(xué)科簡(jiǎn)介發(fā)展概念和過(guò)程1953年,Watson和Crick發(fā)現(xiàn)了被稱為“生命奧秘”的DNA結(jié)構(gòu),DNA結(jié)構(gòu)解釋了遺傳物質(zhì)是如何復(fù)制和傳遞信息的。DNA這種優(yōu)雅神秘的雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),引發(fā)的革命震動(dòng)了生物學(xué)界和醫(yī)學(xué)界,標(biāo)志著分子生物學(xué)的開始。1961年,DNA中堿基對(duì)序列轉(zhuǎn)錄基因密碼的破譯成功,標(biāo)志著基因時(shí)代的到來(lái)。以人類基因組“工作框架圖”完成為標(biāo)志,生命科學(xué)已進(jìn)入了后基因組時(shí)代。美國(guó)科學(xué)家ThomasRoderick(1986)提出了基因組學(xué)(Genomics),主要內(nèi)容包括以全基因組測(cè)序?yàn)槟繕?biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(Structuralgenomics)和以基因功能鑒定為目標(biāo)的功能基因組學(xué)(Functionalgenomics)。發(fā)展概念和過(guò)程

隨著基因組學(xué)研究的發(fā)展以及人類基因組計(jì)劃的實(shí)施和完成,科學(xué)界普遍認(rèn)為,這種讓人困惑的現(xiàn)象很可能都是由個(gè)體間的基因差異造成的。借助各種不斷發(fā)展的先進(jìn)研究手段,已有不少科學(xué)家開始從理論和實(shí)踐兩方面更深入地認(rèn)識(shí)基因與飲食間的相互影響,營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究也由此邁入了一個(gè)嶄新的時(shí)代——“基因時(shí)代”,一門以專門研究人的飲食與其自身基因之間交互作用為目標(biāo)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)的新興學(xué)科——營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)也逐漸引起人們的興趣。營(yíng)養(yǎng)基因組(Nutrigenomics)是2000年提出的一種新的營(yíng)養(yǎng)學(xué)理論,是繼藥物之后源于人類基因組計(jì)劃的個(gè)體化治療的第二次浪潮。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)所涉及的學(xué)科有營(yíng)養(yǎng)學(xué)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、生物化學(xué)、生物信息學(xué)等,從這個(gè)層面上看,營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)是基于多學(xué)科的邊緣學(xué)科。一個(gè)代表著營(yíng)養(yǎng)學(xué)和基因組學(xué)相結(jié)合的新學(xué)科名詞“營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)”開始為人所知。2002年初，第一屆國(guó)際營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)會(huì)議在荷蘭召開，突出地顯示了基因因素目前已經(jīng)成為營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究中不可忽略的一個(gè)重要組成部分。

但是，目前國(guó)際上對(duì)營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)還沒有一個(gè)明確的定義。有些專家認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)不應(yīng)被視為營(yíng)養(yǎng)學(xué)的一個(gè)分支，是一種邊緣學(xué)科。這個(gè)詞涵蓋著營(yíng)養(yǎng)學(xué)的全部，是增添了新的內(nèi)涵的未來(lái)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)將觸及營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，其與傳統(tǒng)意義上的營(yíng)養(yǎng)學(xué)的區(qū)別在于，其研究將充分結(jié)合和利用日益擴(kuò)增的基因?qū)W領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的一個(gè)顯著特征是一系列能夠監(jiān)測(cè)極大數(shù)目的分子表達(dá)、基因變異等的基因組技術(shù)和生物信息學(xué)在營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件可以說(shuō)，沒有這些功能強(qiáng)大的“全局性（global）”的生物檢測(cè)技術(shù)以及結(jié)合了最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的生物統(tǒng)計(jì)、大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理等信息學(xué)方法的支持，營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)就不能在真正意義上成為一門學(xué)科。

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)研究將關(guān)注整個(gè)機(jī)體、整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)生物功能分子水平上的通路的輪廓（profile）變化，而非單個(gè)或幾個(gè)孤立生物學(xué)標(biāo)志物的改變。簡(jiǎn)單地講，營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)將主要研究在分子水平上及人群水平上膳食營(yíng)養(yǎng)與基因的交互作用及其對(duì)人類健康的影響；并將致力于建立基于個(gè)體基因組結(jié)構(gòu)特征上的膳食干預(yù)方法和營(yíng)養(yǎng)保健手段，提出更具個(gè)性化的營(yíng)養(yǎng)政策，從而使得營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的成果能夠更有效的應(yīng)用于疾病的預(yù)防，達(dá)到促進(jìn)人類健康的目的。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件

研究?jī)?nèi)容

主要研究?jī)?nèi)容包括以下方面：了解食物活性成分如何直接或間接地影響人體內(nèi)基因組結(jié)構(gòu)的變化;探討膳食因子可營(yíng)養(yǎng)素對(duì)人體基因組產(chǎn)生的影響;探討哪些慢性或遺傳性疾病容易受到膳食因子的影響;依據(jù)人體基因多態(tài)性的差異,探討健康人體和疾病患者對(duì)不同膳食因子敏感性的差異;根據(jù)不同人對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求、狀態(tài)及其自身基因多態(tài)性的差異來(lái)設(shè)計(jì)個(gè)性化膳食,藉此達(dá)到預(yù)防慢性疾病的發(fā)生。

許多營(yíng)養(yǎng)素通過(guò)轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)選擇性的改變基因表達(dá),調(diào)節(jié)不同組織、不同環(huán)境條件下特定基因組的活性。營(yíng)養(yǎng)成分如氨基酸、脂肪酸和糖等,都會(huì)影響基因的表達(dá),其作用方式可以是通過(guò)控制基因構(gòu)型或通過(guò)代謝產(chǎn)物或代謝狀態(tài)(如激素狀況、細(xì)胞氧化還原狀況等等),繼而導(dǎo)致mRNA水平和(或)蛋白質(zhì)水平甚至其功能的改變。因此,在營(yíng)養(yǎng)研究中,基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)利用細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物和人類尋找和鑒定對(duì)某些營(yíng)養(yǎng)素、藥物或食物有良好反應(yīng)的特殊標(biāo)志物。許多營(yíng)養(yǎng)素通過(guò)轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)選擇性的改變基因表達(dá),調(diào)節(jié)不

同時(shí),Jim和Rodriguez認(rèn)為,在進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)研究時(shí),應(yīng)注意以下5個(gè)方面：產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拇x反應(yīng)需要多少營(yíng)養(yǎng)素,特別是需要多少宏量營(yíng)養(yǎng)素;對(duì)于遺傳背景不同的人,在復(fù)雜的膳食成分下如何獲得適量的營(yíng)養(yǎng)素;如何將膳食成分同機(jī)體代謝的精細(xì)和長(zhǎng)期調(diào)控聯(lián)系起來(lái);在現(xiàn)有的分子和基因組技術(shù)條件下,如何獲得不同人自出生到死亡期間的營(yíng)養(yǎng)需要的變化量;如何確保以一種對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)的態(tài)度正確利用基因組學(xué)信息,特別是當(dāng)它與健康狀況不同的人群,如不同種族、貧富不一和未投保的人。

重要地位

營(yíng)養(yǎng)學(xué)是研究人體營(yíng)養(yǎng)規(guī)律及其改善措施的科學(xué)。人們?cè)诤茉缫郧熬烷_始了營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究,如我國(guó)的醫(yī)學(xué)古籍《黃帝內(nèi)經(jīng)·素問(wèn)》中就提出了“五谷為養(yǎng)、五果為助、五畜為益、五菜為充”等樸素的合理營(yíng)養(yǎng)概念。而西方的醫(yī)學(xué)始祖希波克拉底在公元前400年前也提出了食品中的特殊成分對(duì)于維持生命是必不可少的。但真正意義上的營(yíng)養(yǎng)學(xué)誕生卻是在發(fā)現(xiàn)了構(gòu)成人體重要物質(zhì)的18世紀(jì)后期,從1900年至今,營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究不斷深入,已經(jīng)歷了3個(gè)階段。二戰(zhàn)后,營(yíng)養(yǎng)學(xué)進(jìn)入了基于實(shí)驗(yàn)科學(xué)技術(shù)的鼎盛時(shí)期。重要地位

20世紀(jì)后半葉,人類進(jìn)入了細(xì)胞時(shí)代,主要研究營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)代謝、生理功能及其對(duì)組織細(xì)胞的影響。而分子生物學(xué)劃時(shí)代的到來(lái),為營(yíng)養(yǎng)學(xué)向微觀世界發(fā)展、探索生命奧秘提供了理論基礎(chǔ)。特別是人類及模式生物的基因組草圖、基因組序列圖相繼繪制完成,為人類闡明基因組及所有基因的結(jié)構(gòu)與功能,揭開生命奧秘奠定了基礎(chǔ)。營(yíng)養(yǎng)科學(xué)也由營(yíng)養(yǎng)素對(duì)單個(gè)基因表達(dá)及其作用的分析,開始朝著基因組及其表達(dá)產(chǎn)物在代謝調(diào)節(jié)中的作用方向發(fā)展。在此背景下,營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)(Nutritionalgenomics,有時(shí)也稱為Nutrigenomics)應(yīng)運(yùn)而生,并迅速成為營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的新前沿。2002年2月和2003年11月,在荷蘭先后召開了第一屆和第二屆國(guó)際營(yíng)養(yǎng)基因組會(huì)議,凸現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)研究的重要性。

應(yīng)用領(lǐng)域

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域是促進(jìn)保健食品的開發(fā)應(yīng)用。首先，基因組學(xué)的發(fā)展將提高運(yùn)用基因工程方法，如DNA重組技術(shù)對(duì)食品尤其是植物性食品的改造能力。某些具有預(yù)防疾病作用的生物活性組分在天然食物中的含量很低。經(jīng)基因修飾的食物往往可以大幅度提高這些組分的含量。例如，西紅柿的番茄紅素（lycopene）是一種較強(qiáng)的抗氧化劑，可以抑制活性氧引起的脂質(zhì)過(guò)氧化、DNA損傷及肝壞死。因此，番茄紅素可能具有預(yù)防腫瘤的作用，特別可能預(yù)防前列腺癌。但是，僅僅從膳食中攝入的番茄紅素的量可能不足以產(chǎn)生這種預(yù)防腫瘤的作用。一個(gè)有效的辦法是利用基因工程的方法提高西紅柿中番茄紅素的含量。無(wú)疑，對(duì)基因組知識(shí)的迅速增加將大大提高我們對(duì)食物的改造能力。應(yīng)用領(lǐng)域

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域是促進(jìn)保健食

此外，基因組技術(shù)的應(yīng)用將促進(jìn)食物中具有保健作用的生物活性成份的篩選。目前已有多個(gè)利用功能性基因組學(xué)技術(shù)對(duì)食物中活性組分進(jìn)行篩選，從而應(yīng)用于疾病預(yù)防的項(xiàng)目在不同的國(guó)家啟動(dòng)。其中的一個(gè)例子是歐共體資助的篩選針對(duì)結(jié)直腸腫瘤的功能性食品項(xiàng)目。在這項(xiàng)研究中，采用了多種功能性基因組技術(shù)用于檢測(cè)與結(jié)直腸腫瘤發(fā)生有關(guān)的基因，例如可以測(cè)定幾乎所有蛋白質(zhì)表達(dá)的蛋白組技術(shù)。高效的基因組技術(shù)使研究者能有效地發(fā)現(xiàn)那些既能受食物中生物活性組分調(diào)控的，又在疾病病理過(guò)程扮演重要角色的新的生物學(xué)標(biāo)志物。這些分子水平的生物學(xué)標(biāo)志物比傳統(tǒng)上使用的生化學(xué)標(biāo)志物具有更靈敏、更特異的優(yōu)點(diǎn)。這一特點(diǎn)對(duì)于保健食品的研究尤為重要。因?yàn)楸＝∈称凡煌谒幬?，食物中生物活性物質(zhì)對(duì)機(jī)體的影響往往較微弱。因而采用傳統(tǒng)的生化指標(biāo)可能不能反映出這種微弱的改變。此外，基因組技術(shù)的應(yīng)用將促進(jìn)食物中具有保健作用的生物活性成為健康食品驗(yàn)明正身的基因?qū)W研究

揭示營(yíng)養(yǎng)素的作用機(jī)制或毒性作用。通過(guò)基因表達(dá)的變化可以研究能量限制、微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏、糖代謝等問(wèn)題；應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)，能夠測(cè)定單一營(yíng)養(yǎng)素對(duì)某種細(xì)胞或組織基因表達(dá)譜的影響；采用基因組學(xué)技術(shù)，可以檢測(cè)營(yíng)養(yǎng)素對(duì)整個(gè)細(xì)胞、組織或系統(tǒng)及作用通路上所有已知和未知分子的影響。因此，這種高通量、大規(guī)模的檢測(cè)無(wú)疑將使學(xué)者能夠真正了解營(yíng)養(yǎng)素的作用機(jī)制。此外，基因組學(xué)技術(shù)也將為飼料安全性評(píng)價(jià)、病原菌檢測(cè)、摻雜及使偽甄別提供強(qiáng)有力的手段。為健康食品驗(yàn)明正身的基因?qū)W研究

揭示營(yíng)養(yǎng)素的作用機(jī)制或

食物中含有豐富的某種營(yíng)養(yǎng)素是否真的能預(yù)防癌癥？美國(guó)政府將招募32000名中年人進(jìn)行一項(xiàng)研究探討硒元素或維他命E是否真的預(yù)防前列腺癌。由于有些基因?qū)W研究指出某些營(yíng)養(yǎng)素可能對(duì)某個(gè)人有益，但是對(duì)別人可能就不是那么回事。因此美國(guó)國(guó)家癌癥研究院的John

Milner博士表示：“未來(lái)將是針對(duì)個(gè)人營(yíng)養(yǎng)量身定做的時(shí)代，這個(gè)營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)將會(huì)是令人相當(dāng)興奮的新科學(xué)?！盡ilner博士表示有35%的癌癥跟飲食習(xí)慣有關(guān)，不過(guò)這并不代表偶爾吃個(gè)漢堡或油炸圈餅就會(huì)下場(chǎng)凄慘。但是也確實(shí)有許多研究指出多吃植物性食物、蔬菜、水果得到癌癥的機(jī)率會(huì)比較低。

食物中含有豐富的某種營(yíng)養(yǎng)素是否真的能預(yù)防癌癥？美國(guó)

為了確定這些食物與人體健康之間的關(guān)系，科學(xué)家決定針對(duì)許多被認(rèn)為有益身體健康的營(yíng)養(yǎng)素進(jìn)行基因方面的研究。首先名列美國(guó)聯(lián)邦政府研究名單首要目標(biāo)的就是硒元素。之前已經(jīng)有研究指出每天吃200毫克的硒，大約是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的2倍，可以降低罹患前列腺癌、肺癌、結(jié)腸直腸癌的機(jī)率。茄紅素也是另一個(gè)研究目標(biāo)，曾經(jīng)有研究指出它可以降低罹患前列腺癌的機(jī)率達(dá)35%，因此NCI的研究人員已經(jīng)開始著手進(jìn)行小型臨床研究，試著找出它的安全劑量以及觀察它是否能幫助前列腺癌患者對(duì)抗癌細(xì)胞。此外被認(rèn)為能獎(jiǎng)勵(lì)女性罹患乳癌機(jī)率的大豆也是該研究的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，Milner博士預(yù)測(cè)：“在未來(lái)5年內(nèi)，我們將會(huì)得到許多關(guān)于基因如何影響個(gè)人對(duì)不同食物所產(chǎn)生的反應(yīng)的資料?！辈贿^(guò)這項(xiàng)研究可能會(huì)耗費(fèi)數(shù)年之久，因此美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)的建議是多吃各類的食物，包括每天至少5份的蔬果并且減肥。

為了確定這些食物與人體健康之間的關(guān)系，科學(xué)家決定針

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)：人類健康的新“鑰匙”人類基因與食物營(yíng)養(yǎng)作用今后可看基因定食譜

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)：人類健康的新“鑰匙”人類基因與食物營(yíng)養(yǎng)作用

個(gè)性營(yíng)養(yǎng)成為可能。目前的營(yíng)養(yǎng)需要量均系針對(duì)群體而言，而未能考慮個(gè)體之間的基因差異。如人的基因上約有140～200萬(wàn)個(gè)單核苷酸多態(tài)性（SNPs），其中6萬(wàn)多個(gè)存在于外顯子中，這可能是人體對(duì)營(yíng)養(yǎng)素需求及產(chǎn)生反應(yīng)差異的重要分子基礎(chǔ)。因此，未來(lái)將有可能應(yīng)用基因組學(xué)技術(shù)闡明與營(yíng)養(yǎng)有關(guān)的SNPs，并用來(lái)研究動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)素需求的個(gè)體差異，通過(guò)基因組成以及代謝型的鑒定，確定個(gè)體的營(yíng)養(yǎng)需要量，使個(gè)體營(yíng)養(yǎng)成為可能，即根據(jù)動(dòng)物的遺傳潛力進(jìn)行個(gè)體飼養(yǎng)，這就是“基因飼養(yǎng)”。此外，應(yīng)用基因組技術(shù)也將有助于開發(fā)出針對(duì)一些針對(duì)性強(qiáng)、功效明顯的動(dòng)物源性功能食品。

某種特定的食物不見得對(duì)每個(gè)人都“有好處”或“有壞處”，自身的DNA也并非一定就能決定你的健康，關(guān)鍵是看它們二者如何相互作用

個(gè)性營(yíng)養(yǎng)成為可能。目前的營(yíng)養(yǎng)需要量均系針對(duì)群體而言，而未

據(jù)《新聞周刊》近期封面文章報(bào)道，在展望未來(lái)的醫(yī)學(xué)發(fā)展?fàn)顩r時(shí)，美國(guó)塔夫茨大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)與基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任瓊斯·歐德沃斯的觀點(diǎn)，對(duì)那些只能花4美元買杯石榴汁的人而言或許不失為一個(gè)好消息。在歐德沃斯看來(lái)，那種常常被稱作“時(shí)尚”的、大范圍向所有人提供同一飲食建議的時(shí)代可能即將結(jié)束。由于基因的差異，每個(gè)人對(duì)某種食物的反應(yīng)是不一樣的，這就會(huì)造成人們吃同一種食物但出現(xiàn)的后果卻可能有很大差別。基于此，對(duì)于那些只能買石榴汁喝的人來(lái)說(shuō)，只要其基因能充分利用這一飲料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，就可能使他們足以保持一個(gè)健康的體魄。

據(jù)《新聞周刊》近期封面文章報(bào)道，在展望未來(lái)的醫(yī)學(xué)

看基因“下菜單”為時(shí)不遠(yuǎn)紅酒或許有助于一些人軟化血管，但它不見得就是能讓人人受益的佳釀——換而言之，即便是一些常常飲用紅酒的法國(guó)人，有時(shí)也會(huì)受到心臟病的困擾。

心臟病專家常常例行公事般地建議人們食用低鹽食物以控制血壓。但事實(shí)證明這一建議對(duì)于一半的人群并不適用。而即便這種做法沒有效果，它也不會(huì)對(duì)人體造成危害，所以醫(yī)生們?nèi)允菢反瞬黄５刂貜?fù)著這一建議。但是，美國(guó)波士頓大學(xué)的維克多利亞·海里拉教授卻對(duì)此頗有微詞。他認(rèn)為告訴病人毫無(wú)效果的做法，對(duì)醫(yī)生來(lái)說(shuō)無(wú)異于撒謊；人類社會(huì)現(xiàn)在需要的是在基因型（genotype）基礎(chǔ)上做出的診斷。海里拉教授的想法并非天方夜譚。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家和基因?qū)W家的研究狀況，在今后10年，醫(yī)生將可以做到根據(jù)病人的基因檔案來(lái)判定他們具有罹患某種疾病的風(fēng)險(xiǎn)，并為他們制定相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)健康計(jì)劃。有的人會(huì)被建議多吃花椰菜，有的人則可能會(huì)被給予其他的忠告。

看基因“下菜單”為時(shí)不遠(yuǎn)紅酒或許有助于一些人軟化血管

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)在5年前幾乎還是一個(gè)不存在的領(lǐng)域。它的出現(xiàn)，并不意味著要完全推翻一個(gè)世紀(jì)以來(lái)人類社會(huì)提供飲食建議的價(jià)值，而是要幫助人們從最基本的層面了解健康是如何被基因和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的相互作用所決定的。

過(guò)去，人們關(guān)于健康的概念模式是一種“單車道”，即某種“壞”食品會(huì)讓你得心臟病或癌癥、而某種“好”基因的介入則會(huì)保護(hù)你。然而，新的研究發(fā)現(xiàn)，食物與基因之間會(huì)發(fā)生持續(xù)的相互作用；在這個(gè)過(guò)程中，有些食物會(huì)加速有害基因的活動(dòng)，而另外一些食物則趨向于抑制它們。此外，個(gè)體對(duì)于高脂肪或低脂肪的食物、酒、鹽甚至運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)都會(huì)有很大的差異。這就解釋了為什么有的人比別人更能適應(yīng)在大清早去擠車上班，為什么生活在美國(guó)西南部地區(qū)印第安部族的比馬人得Ⅱ型糖尿病的概率是美國(guó)白人的8倍。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的理論，未來(lái)人們?cè)陲嬍撤矫鎽?yīng)該檢測(cè)自己的基因，以選擇適宜自己的食物。

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)在5年前幾乎還是一個(gè)不存在的領(lǐng)域。它的出現(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)基因反應(yīng)圖譜已現(xiàn)雛形

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)模式的建立，是基于藥物與基因相互作用的研究工作。實(shí)驗(yàn)人員正在揭示這樣一個(gè)神秘的現(xiàn)象：為什么同樣的一種藥對(duì)某個(gè)人而言是生命救星但在另外一個(gè)人身上則會(huì)產(chǎn)生致命的反應(yīng)？而第三個(gè)人在服用后卻根本看不出任何效果？舉例來(lái)說(shuō)，一些抗抑郁癥的藥物為什么會(huì)對(duì)三分之一的患者不起效？最近，美國(guó)杜克大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，一些人患抑郁癥是因?yàn)轶w內(nèi)的某種基因變異，而這些基因的變異會(huì)通過(guò)某種方式大大降低血液中復(fù)合胺的含量（大約減少80%）；復(fù)合胺的不足會(huì)導(dǎo)致情緒抑郁，而且會(huì)使這類患者對(duì)抗抑郁藥產(chǎn)生抵抗力。

營(yíng)養(yǎng)基因反應(yīng)圖譜已現(xiàn)雛形

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)模式的建立，是基

但是通常情況下，基因與食物間的相互反應(yīng)要復(fù)雜得多。美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心基因?qū)W與疾病預(yù)防辦公室主任米恩·考雷利博士對(duì)此做了分析。他指出，一般而言，人們服用某種藥物后會(huì)間隔一段時(shí)間，如果他被發(fā)現(xiàn)因?yàn)閿y帶某種變異基因而產(chǎn)生不良反應(yīng)，那就可以放棄該藥或者改變劑量。但是，人們一生都在吃飯，且無(wú)需按照“處方”進(jìn)食，大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)進(jìn)入人體。而新陳代謝包含著按照多種方式進(jìn)行的不計(jì)其數(shù)的基因反應(yīng)。

但是通常情況下，基因與食物間的相互反應(yīng)要復(fù)雜得多。美國(guó)疾病

根據(jù)目前的了解，至少150種基因變異會(huì)增加患Ⅱ型糖尿病的概率，300種甚至更多種的基因變異與肥胖有關(guān)。塔夫茨大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)與基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任瓊斯·歐德沃斯將這種情況與電器控制板做了一番比較。他說(shuō)，人們對(duì)于某種電器的開關(guān)往往能進(jìn)行自如地掌控，“但是，在一些人身上，即便你摁了‘開關(guān)’，仍看不到‘燈亮’，因?yàn)橛幸恍﹦e的我們并不了解的開關(guān)可能在起相反的作用”。

根據(jù)目前的了解，至少150種基因變異會(huì)增加患Ⅱ型糖尿病的概

關(guān)于新陳代謝中的基因反應(yīng)，研究人員可能要花費(fèi)多年才能繪制出一個(gè)清晰的“線路圖”。但是，這并不能阻止用個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)配方來(lái)治療疾病——從骨髓疏松癥到強(qiáng)迫性神經(jīng)官能癥——這一新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。事實(shí)上，營(yíng)養(yǎng)與基因反應(yīng)圖譜已經(jīng)在一些方面顯出雛形。比如，綠茶所包含的強(qiáng)有力的抗氧化劑被認(rèn)為有助于減少心臟病和某些癌癥的發(fā)作，但只有一部分婦女在飲用綠茶后表現(xiàn)出了減少乳腺癌發(fā)病的效果。美國(guó)南加州大學(xué)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，造成上述結(jié)果的一個(gè)重要原因與人體內(nèi)的某一基因有關(guān)，該基因產(chǎn)生的甲基轉(zhuǎn)移酶（COMT）會(huì)降低抑癌成分的功效；而那些體內(nèi)該基因出現(xiàn)變異的婦女，則會(huì)減少COMT酶的形成，從而能在飲用綠茶后受益匪淺。

關(guān)于新陳代謝中的基因反應(yīng)，研究人員可能要花費(fèi)多年才能繪

借食療改善“問(wèn)題基因”

關(guān)于營(yíng)養(yǎng)與基因反應(yīng)的一項(xiàng)更為詳細(xì)的研究，涉及人們常說(shuō)的Ⅰ期酶和Ⅱ期酶。這項(xiàng)研究的目的是清除人體內(nèi)的一些特定毒素，如在烤焦的肉皮外表形成的有強(qiáng)致癌性的雜環(huán)胺，常常會(huì)被人們食用烤肉時(shí)一同進(jìn)入體內(nèi)。事實(shí)上，這種胺并非與生俱來(lái)地帶有“毒性”，只有在Ⅰ期酶開始代謝它們而Ⅱ期酶尚未完成這一工作時(shí)，雜環(huán)胺才會(huì)有危害性。所以，保持Ⅰ期酶和Ⅱ期酶的平衡顯然至關(guān)重要。但是研究發(fā)現(xiàn)，一些人具有的一種變異基因能加速體內(nèi)Ⅰ期酶的生成，從而使得致癌物的形成速度要快于Ⅱ期酶對(duì)它們的清除速度。調(diào)查表明，具有這種變異基因的人在美國(guó)白人中占28％，在非洲裔或西班牙裔美國(guó)人中約占40％，在日裔美國(guó)人中則接近70％，這種狀況在現(xiàn)實(shí)生活中明顯表現(xiàn)為胃癌的發(fā)病率在上述三種人種中明顯遞增。

值得高興的是，研究人員已經(jīng)找到了平衡兩種酶的辦法：大蒜含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能夠減少Ⅰ期酶，而花椰菜中的一種物質(zhì)則可以提高Ⅱ期酶的水平。借食療改善“問(wèn)題基因”

關(guān)于營(yíng)養(yǎng)與基因反應(yīng)的一項(xiàng)更

美國(guó)加州大學(xué)營(yíng)養(yǎng)基因?qū)W優(yōu)化中心負(fù)責(zé)人雷蒙德·羅德里格茲正在領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)全新的研究工作，那就是從基因的角度探索飲食對(duì)人體健康的影響。其中最受關(guān)注的個(gè)案是對(duì)一個(gè)能產(chǎn)生阿樸脂蛋白（APO-E）的基因進(jìn)行深入研究。人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，APO-E對(duì)于調(diào)節(jié)膽固醇起著重要作用。與APO-E關(guān)系密切的這個(gè)基因有三個(gè)變異，分別被標(biāo)識(shí)為E2、E3、E4。其中，E4的危害性最高，估計(jì)全世界共有15％到30％的人含有這個(gè)變異基因。它會(huì)增加患糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)使膽固醇水平升高，會(huì)使原本有積極意義的適度飲酒產(chǎn)生嚴(yán)重后果，會(huì)大幅“擴(kuò)大”吸煙的危害性。塔夫茨大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)與基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任瓊斯·歐德沃斯對(duì)這一研究結(jié)果深表認(rèn)同。他說(shuō)：“吸煙的確對(duì)人有害；但對(duì)那些有E4變異基因的人而言，香煙簡(jiǎn)直就是殺手。我們討論的不是可能不可能的問(wèn)題，這種人吸煙肯定會(huì)得心臟病?！彼ㄗh有E4變異基因的人應(yīng)該禁煙禁酒、參加運(yùn)動(dòng)、食用低飽和脂肪食物，如果能做到這些，他們同樣也能夠遠(yuǎn)離與E4關(guān)系甚密的心臟病的困擾。

美國(guó)加州大學(xué)營(yíng)養(yǎng)基因?qū)W優(yōu)化中心負(fù)責(zé)人雷蒙德·羅德里格茲

在營(yíng)養(yǎng)基因?qū)W領(lǐng)域，另外一種目前被廣泛研究的物質(zhì)是姜黃素。姜黃素是咖喱粉的重要成分，能夠使那些與心臟病、結(jié)腸癌、老年癡呆癥相關(guān)的基因的活動(dòng)減緩。印度是全世界老年癡呆癥發(fā)病率最低的國(guó)家，不知與印度人長(zhǎng)期食用咖喱是否有關(guān)？當(dāng)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的神經(jīng)病學(xué)專家格雷格·科爾夫婦提出這一問(wèn)題后，他們從一些制藥廠聽到了充滿緊張氣氛的質(zhì)疑：“你們想干什么？想讓我們倒閉嗎？”當(dāng)然不是！不僅如此，基因營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究，將通過(guò)揭示人體飲食治療疾病的秘密，為制藥公司創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)，幫助它們?cè)诜蛛x、濃縮、合成等環(huán)節(jié)不斷改善產(chǎn)品的成分，使之更加天然——這也正是醫(yī)藥界多年來(lái)一直追求的目標(biāo)。

在營(yíng)養(yǎng)基因?qū)W領(lǐng)域，另外一種目前被廣泛研究的物質(zhì)是姜黃素

葉酸大量攝入可能影響人類基因構(gòu)成

英國(guó)和澳大利亞的科學(xué)家發(fā)表文章稱，目前各國(guó)普遍在食品中添加葉酸的做法，可能會(huì)逐漸改變?nèi)祟惖幕驑?gòu)成，使未來(lái)人類更易罹患一些致命疾病。

葉酸是一種水溶性Ｂ族維生素，對(duì)人體多項(xiàng)新陳代謝過(guò)程都至關(guān)重要。很多國(guó)家法律規(guī)定，必須在面粉和谷物產(chǎn)品中添加葉酸。這樣做，可以保證孕婦在妊娠早期攝入足夠的葉酸，降低胎兒大腦和脊椎發(fā)育畸形的可能。

但是，澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的馬克·盧科克和英國(guó)利茲大學(xué)的佐薇·耶茨在最新一期《自然基因?qū)W評(píng)論》上撰文說(shuō)，在食品中添加葉酸的做法，使大眾葉酸攝入量普遍提高，可能會(huì)使人類整體基因構(gòu)成逐漸發(fā)生改變。

葉酸大量攝入可能影響人類基因構(gòu)成英國(guó)和澳大利

他們指出，有一些小型研究表明，與母親攝入葉酸不足的嬰兒相比，母親飲食中葉酸豐富的嬰兒體內(nèi)一種名為６７７Ｔ

ＭＴＨＦＲ的基因更容易出現(xiàn)變異，該基因與體內(nèi)維生素的新陳代謝相關(guān)。兩位科學(xué)家在文章中指出，由于越來(lái)越多的孕婦攝入過(guò)量或者足量的葉酸，因此未來(lái)人口中６７７Ｔ

ＭＴＨＦＲ基因出現(xiàn)變異的比例會(huì)越來(lái)越大。然而，數(shù)項(xiàng)研究證明，這種變異會(huì)使成年人罹患心臟病、多種癌癥和妊娠合并癥的可能性增加。

他們也指出，就目前而言，葉酸對(duì)人體健康的益處要大于未來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。但是，如果葉酸過(guò)量攝入的風(fēng)險(xiǎn)逐漸顯現(xiàn)，各國(guó)政府就應(yīng)該考慮減少食品中葉酸的添加量。

他們指出，有一些小型研究表明，與母親攝入葉酸不足的

科學(xué)界對(duì)這項(xiàng)假設(shè)看法不一，一些人認(rèn)為，該理論尚未得到足夠的證據(jù)支持，需要進(jìn)一步的研究。而另一些專家認(rèn)為，葉酸對(duì)人類基因構(gòu)成的改變非常緩慢，幾乎不可能被察覺，因此不會(huì)構(gòu)成任何威脅。

葉酸是維生素B的一種形式，在多項(xiàng)新陳代謝過(guò)程中扮演關(guān)鍵角色。在有些國(guó)家葉酸被強(qiáng)制要求加到谷物中，以確保孕婦的足量攝入，減少嬰兒出生時(shí)大腦和脊椎的缺陷。但是，最近澳大利亞和英國(guó)科學(xué)家共同提出一個(gè)新觀點(diǎn)，他們認(rèn)為食用過(guò)多的葉酸強(qiáng)化食品會(huì)導(dǎo)致下一代更容易受到致命疾病的侵害，因?yàn)槿~酸強(qiáng)化食品可能改變?nèi)祟惖幕蚪M成。

科學(xué)界對(duì)這項(xiàng)假設(shè)看法不一，一些人認(rèn)為，該理論尚

葉酸攝入過(guò)多的孕婦產(chǎn)下的嬰兒易攜帶一種名為677TMTHFR的基因，正常出生的嬰兒比夭折的嬰兒多攜帶4倍這種基因。如果母親攝入足量的葉酸，嬰兒更容易存活。如今，由于葉酸強(qiáng)化食品的普及，攜帶這種基因變量的嬰兒數(shù)量在增加。

有科學(xué)家認(rèn)為，這種基因的改變長(zhǎng)時(shí)間而言對(duì)健康的影響是負(fù)面的，它可能增加成人患心臟病、癌癥和懷孕綜合征的風(fēng)險(xiǎn)。但也有研究表明，當(dāng)人們的飲食缺乏葉酸時(shí)，這種疾病的風(fēng)險(xiǎn)也普遍存在?？茖W(xué)家也不明白其中的道理。

葉酸攝入過(guò)多的孕婦產(chǎn)下的嬰兒易攜帶一種名為677TMT

雖然沒有確鑿證據(jù)表明葉酸危害健康，但澳英兩國(guó)的科學(xué)家還是提出警告：人為地?cái)z入大量維生素可能會(huì)改變未來(lái)人類的基因組成，如果將來(lái)出于某種原因?qū)е戮S生素供量難以維持，人類可能因此產(chǎn)生多種疾病。他們同時(shí)也表示，相信強(qiáng)化葉酸食品對(duì)孕婦來(lái)說(shuō)好處超過(guò)未來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，但是在風(fēng)險(xiǎn)沒被明確之前，建議政府應(yīng)該考慮降低推薦食品中的葉酸含量，應(yīng)從每日的400毫克降低到200毫克。雖然沒有確鑿證據(jù)表明葉酸危害健康，但澳英兩國(guó)的科學(xué)家還飲食、生活和愛改變我們的基因表達(dá)

加拿大的研究人員發(fā)現(xiàn)老鼠媽媽拒絕它的鼠崽舔她，會(huì)引起一種損害鼠崽成年后對(duì)壓力的反應(yīng)能力的大腦變化。而英國(guó)的研究人員則發(fā)現(xiàn)懷孕的媽媽如果在妊娠期缺乏飲食會(huì)增加她的后代在出生后發(fā)生糖尿病、中風(fēng)和心臟病的風(fēng)險(xiǎn)……

這些令人驚奇的科學(xué)發(fā)現(xiàn)揭示出了表觀遺傳學(xué)的新領(lǐng)域——在這其中，單獨(dú)的營(yíng)養(yǎng)物、毒素、行為和任何類型的環(huán)境接觸都能沉默或活化基因，但不改變它的遺傳代碼。

環(huán)境接觸會(huì)引發(fā)身體或大腦中的一種化學(xué)變化，從而調(diào)動(dòng)一組稱為甲基基團(tuán)的分子。甲基基團(tuán)附著到一個(gè)基因的控制片段上，并沉默或者活化這個(gè)基因。無(wú)論沉默還是活化，基因都會(huì)改變它原來(lái)的活動(dòng)規(guī)劃。杜克大學(xué)的研究人員將甲基化比作在一個(gè)燈開關(guān)上涂上膠：雖然開關(guān)沒有爛掉，但膠水卻阻止了它的工作。

飲食、生活和愛改變我們的基因表達(dá)

加拿大的研究人員

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)不再爭(zhēng)論基因或者環(huán)境是否對(duì)人類的健康和發(fā)育產(chǎn)生影響了，因?yàn)閮烧哂绊懯潜囟ù嬖诘?。杜克大學(xué)的Randy

Jirtle博士是即將召開的表觀遺傳學(xué)會(huì)議的召集人，他表示，每種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、每個(gè)相互反應(yīng)、每個(gè)經(jīng)歷都能引起自身的生化變化，這些變化最終影響我們基因的表達(dá)。

研究資料顯示，這種隱秘的變化常發(fā)生在胚胎或胎兒發(fā)育階段，但是它們卻偷偷為成年后對(duì)一系列疾病和行為反應(yīng)的感受性奠定了基礎(chǔ)。而且，表觀遺傳變化還能從上代傳遞給下一代。所幸的是，與缺陷基因不同，這種基因的甲基化作用是可逆的——被甲基化的基因能夠脫掉甲基。而且，消除的甲基標(biāo)簽?zāi)軌蛲ㄟ^(guò)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、藥物和豐富的人生經(jīng)歷來(lái)重新獲得。

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)不再爭(zhēng)論基因或者環(huán)境是否對(duì)人類的健康研究方法方法綜述

目前應(yīng)用于營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)研究的方法與功能基因組學(xué)的研究相類似,主要有DNA芯片技術(shù)、生物標(biāo)志物、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)等。生物學(xué)標(biāo)記

(biomarker)生物標(biāo)志物(biomarker)通常是與疾病發(fā)生相關(guān)的蛋白質(zhì),在疾病的診斷、分級(jí)、預(yù)后及治療監(jiān)測(cè)過(guò)程中常被作為診斷指標(biāo)進(jìn)行定量測(cè)定。基因組、蛋白質(zhì)組技術(shù)因?yàn)槟茉谔囟ǖ臈l件下規(guī)模化地研究基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)情況,所以為生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)、鑒定和評(píng)價(jià)提供了有力的技術(shù)平臺(tái)。營(yíng)養(yǎng)學(xué)家通過(guò)人體干擾試驗(yàn)進(jìn)行膳食營(yíng)養(yǎng)研究,在預(yù)防或促進(jìn)這一概念上許多慢性衰老疾病和失調(diào)都與營(yíng)養(yǎng)有關(guān),營(yíng)養(yǎng)素參與疾病發(fā)生的初期預(yù)防,相關(guān)的人體干擾研究都用生物標(biāo)記來(lái)確定營(yíng)養(yǎng)素干擾的作用。研究營(yíng)養(yǎng)素對(duì)健康人體的后期作用需要采用新的生物標(biāo)記,但目前還沒有能夠準(zhǔn)確、專一、足夠靈敏的生物標(biāo)記來(lái)確定其在疾病發(fā)作前的病理學(xué)變化。將基因組學(xué)技術(shù)用于營(yíng)養(yǎng)研究,將許研究方法

多小變化組合成新的生物標(biāo)記使生物標(biāo)記變得非常靈敏,可以做到對(duì)病變的早期診斷。DNA芯片技術(shù)DNA芯片,又稱基因芯片或微陣列(microarrays)。其技術(shù)原理是基于DNA堿基的配對(duì)和互補(bǔ),把DNA或RNA分解為一系列堿基數(shù)固定交錯(cuò)且重疊的寡核苷酸并進(jìn)行測(cè)序,然后進(jìn)行序列拼接。主要流程包括待測(cè)基因的酶切成不同長(zhǎng)度的片段,熒光定位標(biāo)記,然后與DNA芯片雜交,應(yīng)用激光共聚焦熒光顯微鏡掃描芯片,由于生物標(biāo)記受激光激發(fā)后發(fā)出熒光,并且其強(qiáng)度與雜交程度有關(guān),可以獲得雜交的程度和分布。根據(jù)探針的位置和序列就可確定靶序列相應(yīng)基因的序列或表達(dá)及突變情況。該技術(shù)可以檢測(cè)營(yíng)養(yǎng)素對(duì)整個(gè)細(xì)胞、組織甚至整個(gè)系統(tǒng)及作用方式上的差異。研究表明,采用高密度寡聚核酸微陣列通過(guò)比較成年小鼠和老年小鼠gastocnemiusmuscle基因表達(dá)的總體變化,從而發(fā)現(xiàn)與衰老相關(guān)的基因,并進(jìn)一步研究了能量限飼對(duì)衰老的影響。Rao等人采用微陣列芯片對(duì)低硒日糧的C57BL6小鼠小腸的基因表達(dá)進(jìn)行檢測(cè),與高硒日糧組相比有84個(gè)基因的表達(dá)量增加兩倍,而48個(gè)基因多小變化組合成新的生物標(biāo)記使生物標(biāo)記變得非常靈敏,

表達(dá)減少了75％,其中高表達(dá)的主要與DNA損傷,氧化誘導(dǎo)、細(xì)胞增殖等基因有關(guān);表達(dá)減少的主要有谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、P4503AI、2B9等,結(jié)果表明硒含量可能調(diào)節(jié)與腫瘤形成有關(guān)的多個(gè)途徑。Lyakhovieh等檢測(cè)了經(jīng)1,25-維生素D處理過(guò)的乳腺癌細(xì)胞的FGF-7表達(dá),首次揭示了維生素D可能過(guò)通調(diào)節(jié)FGF-7的表達(dá)調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)分化。表達(dá)減少了75％,其中高表達(dá)的主要與DNA損傷,氧化誘蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)

2.3.1雙向凝膠電泳其基本原理是第一向基于蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的不同用等電聚焦分離,第二向基于分子量的不同進(jìn)行SDS分離,使蛋白質(zhì)在二維平面上分開。翻譯后修飾和加工對(duì)蛋白質(zhì)正常生理功能是必需的,它們的變化往往與疾病有關(guān)。雙向凝膠電泳中發(fā)現(xiàn)的蛋白拖曳現(xiàn)象很可能使蛋白的不同翻譯后修飾產(chǎn)物所造成的拖曳圖像的變化對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的研究提供了幫助。人們?cè)趯?duì)大腸桿菌的研究中發(fā)現(xiàn)碳氮磷及硫等元素缺乏會(huì)導(dǎo)致的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)圖譜變化,而當(dāng)磷不足時(shí),發(fā)現(xiàn)有137個(gè)蛋白質(zhì)的合成速率下降,其中大部分表現(xiàn)為誘導(dǎo)合成,其他則被抑制。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)

2.3.2質(zhì)譜分析技術(shù)質(zhì)譜已成為連接蛋白質(zhì)與基因的重要技術(shù),是大規(guī)模自動(dòng)化鑒定蛋白質(zhì)的重要方法,因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的酶解是有規(guī)律可尋的,每種蛋白酶針對(duì)特定蛋白的酶解的片斷質(zhì)量和數(shù)量都較恒定。質(zhì)譜分析能精確地檢測(cè)某種蛋白質(zhì)經(jīng)特定酶解后的質(zhì)量和數(shù)量,與已建立好的蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)照從而確定該蛋白的種屬。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)待測(cè)檢驗(yàn)物純度要求不高,可直接對(duì)酶解液進(jìn)行分析,具有靈敏度高速度快等特點(diǎn)。用來(lái)分析蛋白質(zhì)或多肽的質(zhì)譜有兩個(gè)主要部分：①樣品的離子源;②測(cè)量分子量的裝置。一種是基質(zhì)輔助激光解吸附電離飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF)為一脈沖式的離子化技術(shù),它從固相標(biāo)本中產(chǎn)生離子,并在飛行管中測(cè)其分子量。另一種是電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS),是一連續(xù)離子化的方法,從液相中產(chǎn)生離子,聯(lián)合四極質(zhì)譜或在飛行時(shí)間檢測(cè)器中測(cè)其分子量。近年來(lái),質(zhì)譜的裝置和技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展,在MALDI-TOF中,最重要的改進(jìn)是離子反射器的延遲提取,可達(dá)相當(dāng)精確的分子量。在ESI-MS中,納米級(jí)電霧源的出現(xiàn)使微升級(jí)的樣品在30~40min內(nèi)分析成為現(xiàn)實(shí)。 2.3.2質(zhì)譜分析技術(shù)學(xué)科展望

目前,營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的研究正在不斷的發(fā)展,科學(xué)家們?cè)絹?lái)越不傾向于從性質(zhì)或營(yíng)養(yǎng)作用方面找答案,而是傾向于研究以營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)生物學(xué)的相互影響以促進(jìn)健康。我們相信,隨著有關(guān)各種族基因特點(diǎn)的巨大資料庫(kù)的建立和記錄人類基因組信息的人類基因組芯片的出現(xiàn),不僅為科學(xué)家和醫(yī)生們進(jìn)行疾病研究而且也為促進(jìn)人類健康的基因營(yíng)養(yǎng)提供依據(jù),并將為營(yíng)養(yǎng)基因?qū)W開拓更加廣闊的應(yīng)用前景。學(xué)科展望

有專家預(yù)測(cè),營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)將會(huì)是繼藥物基因組學(xué)之后讓世人矚目的新的焦點(diǎn)學(xué)科。它不僅有助于人們更好地理解個(gè)體由于基因差異而對(duì)各種食物成分以及飲食方式所產(chǎn)生的不同反應(yīng),而且相關(guān)的營(yíng)養(yǎng)基因組數(shù)據(jù)也會(huì)為特定人群研制有效的食療方案打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的未來(lái)發(fā)展有望像藥物基因組學(xué)打造“個(gè)性化藥物”那樣,為人們量身定做出能滿足個(gè)體需求的“個(gè)性化食品”。在揭示人類遺傳密碼順序的人類基因組圖譜繪制成功之后,一項(xiàng)以基因組為基礎(chǔ)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究將給疾病治療帶來(lái)一場(chǎng)革命。那時(shí),人們可以根據(jù)各自的基因圖譜制定一份個(gè)性化的飲食方案,以此防病治病。

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)

學(xué)科簡(jiǎn)介營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)是研究營(yíng)養(yǎng)素和植物化學(xué)物質(zhì)對(duì)機(jī)體基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)及代謝機(jī)理的科學(xué)。它以分子生物學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用DNA芯片、蛋白質(zhì)組學(xué)等技術(shù)來(lái)闡明營(yíng)養(yǎng)素與基因的相互作用。目前主要是研究營(yíng)養(yǎng)素和食物化學(xué)物質(zhì)在人體中的分子生物學(xué)過(guò)程以及產(chǎn)生的效應(yīng),對(duì)人體基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)以及代謝機(jī)制,其可能的應(yīng)用范圍包括營(yíng)養(yǎng)素作用的分子機(jī)制、營(yíng)養(yǎng)素的人體需要量、個(gè)體食譜的制定以及食品安全等,它強(qiáng)調(diào)對(duì)個(gè)體的作用。是繼藥物之后源于人類基因組計(jì)劃的個(gè)體化治療的第二次浪潮。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)所涉及的學(xué)科有營(yíng)養(yǎng)學(xué)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、生物化學(xué)、生物信息學(xué)等,從這個(gè)層面上看,營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)是基于多學(xué)科的邊緣學(xué)科。學(xué)科簡(jiǎn)介發(fā)展概念和過(guò)程1953年,Watson和Crick發(fā)現(xiàn)了被稱為“生命奧秘”的DNA結(jié)構(gòu),DNA結(jié)構(gòu)解釋了遺傳物質(zhì)是如何復(fù)制和傳遞信息的。DNA這種優(yōu)雅神秘的雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),引發(fā)的革命震動(dòng)了生物學(xué)界和醫(yī)學(xué)界,標(biāo)志著分子生物學(xué)的開始。1961年,DNA中堿基對(duì)序列轉(zhuǎn)錄基因密碼的破譯成功,標(biāo)志著基因時(shí)代的到來(lái)。以人類基因組“工作框架圖”完成為標(biāo)志,生命科學(xué)已進(jìn)入了后基因組時(shí)代。美國(guó)科學(xué)家ThomasRoderick(1986)提出了基因組學(xué)(Genomics),主要內(nèi)容包括以全基因組測(cè)序?yàn)槟繕?biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(Structuralgenomics)和以基因功能鑒定為目標(biāo)的功能基因組學(xué)(Functionalgenomics)。發(fā)展概念和過(guò)程

隨著基因組學(xué)研究的發(fā)展以及人類基因組計(jì)劃的實(shí)施和完成,科學(xué)界普遍認(rèn)為,這種讓人困惑的現(xiàn)象很可能都是由個(gè)體間的基因差異造成的。借助各種不斷發(fā)展的先進(jìn)研究手段,已有不少科學(xué)家開始從理論和實(shí)踐兩方面更深入地認(rèn)識(shí)基因與飲食間的相互影響,營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究也由此邁入了一個(gè)嶄新的時(shí)代——“基因時(shí)代”,一門以專門研究人的飲食與其自身基因之間交互作用為目標(biāo)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)的新興學(xué)科——營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)也逐漸引起人們的興趣。營(yíng)養(yǎng)基因組(Nutrigenomics)是2000年提出的一種新的營(yíng)養(yǎng)學(xué)理論,是繼藥物之后源于人類基因組計(jì)劃的個(gè)體化治療的第二次浪潮。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)所涉及的學(xué)科有營(yíng)養(yǎng)學(xué)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、生物化學(xué)、生物信息學(xué)等,從這個(gè)層面上看,營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)是基于多學(xué)科的邊緣學(xué)科。一個(gè)代表著營(yíng)養(yǎng)學(xué)和基因組學(xué)相結(jié)合的新學(xué)科名詞“營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)”開始為人所知。2002年初，第一屆國(guó)際營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)會(huì)議在荷蘭召開，突出地顯示了基因因素目前已經(jīng)成為營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究中不可忽略的一個(gè)重要組成部分。

但是，目前國(guó)際上對(duì)營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)還沒有一個(gè)明確的定義。有些專家認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)不應(yīng)被視為營(yíng)養(yǎng)學(xué)的一個(gè)分支，是一種邊緣學(xué)科。這個(gè)詞涵蓋著營(yíng)養(yǎng)學(xué)的全部，是增添了新的內(nèi)涵的未來(lái)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)將觸及營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，其與傳統(tǒng)意義上的營(yíng)養(yǎng)學(xué)的區(qū)別在于，其研究將充分結(jié)合和利用日益擴(kuò)增的基因?qū)W領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的一個(gè)顯著特征是一系列能夠監(jiān)測(cè)極大數(shù)目的分子表達(dá)、基因變異等的基因組技術(shù)和生物信息學(xué)在營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件可以說(shuō)，沒有這些功能強(qiáng)大的“全局性（global）”的生物檢測(cè)技術(shù)以及結(jié)合了最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的生物統(tǒng)計(jì)、大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理等信息學(xué)方法的支持，營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)就不能在真正意義上成為一門學(xué)科。

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)研究將關(guān)注整個(gè)機(jī)體、整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)生物功能分子水平上的通路的輪廓（profile）變化，而非單個(gè)或幾個(gè)孤立生物學(xué)標(biāo)志物的改變。簡(jiǎn)單地講，營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)將主要研究在分子水平上及人群水平上膳食營(yíng)養(yǎng)與基因的交互作用及其對(duì)人類健康的影響；并將致力于建立基于個(gè)體基因組結(jié)構(gòu)特征上的膳食干預(yù)方法和營(yíng)養(yǎng)保健手段，提出更具個(gè)性化的營(yíng)養(yǎng)政策，從而使得營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的成果能夠更有效的應(yīng)用于疾病的預(yù)防，達(dá)到促進(jìn)人類健康的目的。營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)課件

研究?jī)?nèi)容

主要研究?jī)?nèi)容包括以下方面：了解食物活性成分如何直接或間接地影響人體內(nèi)基因組結(jié)構(gòu)的變化;探討膳食因子可營(yíng)養(yǎng)素對(duì)人體基因組產(chǎn)生的影響;探討哪些慢性或遺傳性疾病容易受到膳食因子的影響;依據(jù)人體基因多態(tài)性的差異,探討健康人體和疾病患者對(duì)不同膳食因子敏感性的差異;根據(jù)不同人對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求、狀態(tài)及其自身基因多態(tài)性的差異來(lái)設(shè)計(jì)個(gè)性化膳食,藉此達(dá)到預(yù)防慢性疾病的發(fā)生。

許多營(yíng)養(yǎng)素通過(guò)轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)選擇性的改變基因表達(dá),調(diào)節(jié)不同組織、不同環(huán)境條件下特定基因組的活性。營(yíng)養(yǎng)成分如氨基酸、脂肪酸和糖等,都會(huì)影響基因的表達(dá),其作用方式可以是通過(guò)控制基因構(gòu)型或通過(guò)代謝產(chǎn)物或代謝狀態(tài)(如激素狀況、細(xì)胞氧化還原狀況等等),繼而導(dǎo)致mRNA水平和(或)蛋白質(zhì)水平甚至其功能的改變。因此,在營(yíng)養(yǎng)研究中,基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)利用細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物和人類尋找和鑒定對(duì)某些營(yíng)養(yǎng)素、藥物或食物有良好反應(yīng)的特殊標(biāo)志物。許多營(yíng)養(yǎng)素通過(guò)轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)選擇性的改變基因表達(dá),調(diào)節(jié)不

同時(shí),Jim和Rodriguez認(rèn)為,在進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)研究時(shí),應(yīng)注意以下5個(gè)方面：產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拇x反應(yīng)需要多少營(yíng)養(yǎng)素,特別是需要多少宏量營(yíng)養(yǎng)素;對(duì)于遺傳背景不同的人,在復(fù)雜的膳食成分下如何獲得適量的營(yíng)養(yǎng)素;如何將膳食成分同機(jī)體代謝的精細(xì)和長(zhǎng)期調(diào)控聯(lián)系起來(lái);在現(xiàn)有的分子和基因組技術(shù)條件下,如何獲得不同人自出生到死亡期間的營(yíng)養(yǎng)需要的變化量;如何確保以一種對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)的態(tài)度正確利用基因組學(xué)信息,特別是當(dāng)它與健康狀況不同的人群,如不同種族、貧富不一和未投保的人。

重要地位

營(yíng)養(yǎng)學(xué)是研究人體營(yíng)養(yǎng)規(guī)律及其改善措施的科學(xué)。人們?cè)诤茉缫郧熬烷_始了營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究,如我國(guó)的醫(yī)學(xué)古籍《黃帝內(nèi)經(jīng)·素問(wèn)》中就提出了“五谷為養(yǎng)、五果為助、五畜為益、五菜為充”等樸素的合理營(yíng)養(yǎng)概念。而西方的醫(yī)學(xué)始祖希波克拉底在公元前400年前也提出了食品中的特殊成分對(duì)于維持生命是必不可少的。但真正意義上的營(yíng)養(yǎng)學(xué)誕生卻是在發(fā)現(xiàn)了構(gòu)成人體重要物質(zhì)的18世紀(jì)后期,從1900年至今,營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究不斷深入,已經(jīng)歷了3個(gè)階段。二戰(zhàn)后,營(yíng)養(yǎng)學(xué)進(jìn)入了基于實(shí)驗(yàn)科學(xué)技術(shù)的鼎盛時(shí)期。重要地位

20世紀(jì)后半葉,人類進(jìn)入了細(xì)胞時(shí)代,主要研究營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)代謝、生理功能及其對(duì)組織細(xì)胞的影響。而分子生物學(xué)劃時(shí)代的到來(lái),為營(yíng)養(yǎng)學(xué)向微觀世界發(fā)展、探索生命奧秘提供了理論基礎(chǔ)。特別是人類及模式生物的基因組草圖、基因組序列圖相繼繪制完成,為人類闡明基因組及所有基因的結(jié)構(gòu)與功能,揭開生命奧秘奠定了基礎(chǔ)。營(yíng)養(yǎng)科學(xué)也由營(yíng)養(yǎng)素對(duì)單個(gè)基因表達(dá)及其作用的分析,開始朝著基因組及其表達(dá)產(chǎn)物在代謝調(diào)節(jié)中的作用方向發(fā)展。在此背景下,營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)(Nutritionalgenomics,有時(shí)也稱為Nutrigenomics)應(yīng)運(yùn)而生,并迅速成為營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的新前沿。2002年2月和2003年11月,在荷蘭先后召開了第一屆和第二屆國(guó)際營(yíng)養(yǎng)基因組會(huì)議,凸現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)研究的重要性。

應(yīng)用領(lǐng)域

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域是促進(jìn)保健食品的開發(fā)應(yīng)用。首先，基因組學(xué)的發(fā)展將提高運(yùn)用基因工程方法，如DNA重組技術(shù)對(duì)食品尤其是植物性食品的改造能力。某些具有預(yù)防疾病作用的生物活性組分在天然食物中的含量很低。經(jīng)基因修飾的食物往往可以大幅度提高這些組分的含量。例如，西紅柿的番茄紅素（lycopene）是一種較強(qiáng)的抗氧化劑，可以抑制活性氧引起的脂質(zhì)過(guò)氧化、DNA損傷及肝壞死。因此，番茄紅素可能具有預(yù)防腫瘤的作用，特別可能預(yù)防前列腺癌。但是，僅僅從膳食中攝入的番茄紅素的量可能不足以產(chǎn)生這種預(yù)防腫瘤的作用。一個(gè)有效的辦法是利用基因工程的方法提高西紅柿中番茄紅素的含量。無(wú)疑，對(duì)基因組知識(shí)的迅速增加將大大提高我們對(duì)食物的改造能力。應(yīng)用領(lǐng)域

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域是促進(jìn)保健食

此外，基因組技術(shù)的應(yīng)用將促進(jìn)食物中具有保健作用的生物活性成份的篩選。目前已有多個(gè)利用功能性基因組學(xué)技術(shù)對(duì)食物中活性組分進(jìn)行篩選，從而應(yīng)用于疾病預(yù)防的項(xiàng)目在不同的國(guó)家啟動(dòng)。其中的一個(gè)例子是歐共體資助的篩選針對(duì)結(jié)直腸腫瘤的功能性食品項(xiàng)目。在這項(xiàng)研究中，采用了多種功能性基因組技術(shù)用于檢測(cè)與結(jié)直腸腫瘤發(fā)生有關(guān)的基因，例如可以測(cè)定幾乎所有蛋白質(zhì)表達(dá)的蛋白組技術(shù)。高效的基因組技術(shù)使研究者能有效地發(fā)現(xiàn)那些既能受食物中生物活性組分調(diào)控的，又在疾病病理過(guò)程扮演重要角色的新的生物學(xué)標(biāo)志物。這些分子水平的生物學(xué)標(biāo)志物比傳統(tǒng)上使用的生化學(xué)標(biāo)志物具有更靈敏、更特異的優(yōu)點(diǎn)。這一特點(diǎn)對(duì)于保健食品的研究尤為重要。因?yàn)楸＝∈称凡煌谒幬铮澄镏猩锘钚晕镔|(zhì)對(duì)機(jī)體的影響往往較微弱。因而采用傳統(tǒng)的生化指標(biāo)可能不能反映出這種微弱的改變。此外，基因組技術(shù)的應(yīng)用將促進(jìn)食物中具有保健作用的生物活性成為健康食品驗(yàn)明正身的基因?qū)W研究

揭示營(yíng)養(yǎng)素的作用機(jī)制或毒性作用。通過(guò)基因表達(dá)的變化可以研究能量限制、微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏、糖代謝等問(wèn)題；應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)，能夠測(cè)定單一營(yíng)養(yǎng)素對(duì)某種細(xì)胞或組織基因表達(dá)譜的影響；采用基因組學(xué)技術(shù)，可以檢測(cè)營(yíng)養(yǎng)素對(duì)整個(gè)細(xì)胞、組織或系統(tǒng)及作用通路上所有已知和未知分子的影響。因此，這種高通量、大規(guī)模的檢測(cè)無(wú)疑將使學(xué)者能夠真正了解營(yíng)養(yǎng)素的作用機(jī)制。此外，基因組學(xué)技術(shù)也將為飼料安全性評(píng)價(jià)、病原菌檢測(cè)、摻雜及使偽甄別提供強(qiáng)有力的手段。為健康食品驗(yàn)明正身的基因?qū)W研究

揭示營(yíng)養(yǎng)素的作用機(jī)制或

食物中含有豐富的某種營(yíng)養(yǎng)素是否真的能預(yù)防癌癥？美國(guó)政府將招募32000名中年人進(jìn)行一項(xiàng)研究探討硒元素或維他命E是否真的預(yù)防前列腺癌。由于有些基因?qū)W研究指出某些營(yíng)養(yǎng)素可能對(duì)某個(gè)人有益，但是對(duì)別人可能就不是那么回事。因此美國(guó)國(guó)家癌癥研究院的John

Milner博士表示：“未來(lái)將是針對(duì)個(gè)人營(yíng)養(yǎng)量身定做的時(shí)代，這個(gè)營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)將會(huì)是令人相當(dāng)興奮的新科學(xué)。”Milner博士表示有35%的癌癥跟飲食習(xí)慣有關(guān)，不過(guò)這并不代表偶爾吃個(gè)漢堡或油炸圈餅就會(huì)下場(chǎng)凄慘。但是也確實(shí)有許多研究指出多吃植物性食物、蔬菜、水果得到癌癥的機(jī)率會(huì)比較低。

食物中含有豐富的某種營(yíng)養(yǎng)素是否真的能預(yù)防癌癥？美國(guó)

為了確定這些食物與人體健康之間的關(guān)系，科學(xué)家決定針對(duì)許多被認(rèn)為有益身體健康的營(yíng)養(yǎng)素進(jìn)行基因方面的研究。首先名列美國(guó)聯(lián)邦政府研究名單首要目標(biāo)的就是硒元素。之前已經(jīng)有研究指出每天吃200毫克的硒，大約是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的2倍，可以降低罹患前列腺癌、肺癌、結(jié)腸直腸癌的機(jī)率。茄紅素也是另一個(gè)研究目標(biāo)，曾經(jīng)有研究指出它可以降低罹患前列腺癌的機(jī)率達(dá)35%，因此NCI的研究人員已經(jīng)開始著手進(jìn)行小型臨床研究，試著找出它的安全劑量以及觀察它是否能幫助前列腺癌患者對(duì)抗癌細(xì)胞。此外被認(rèn)為能獎(jiǎng)勵(lì)女性罹患乳癌機(jī)率的大豆也是該研究的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，Milner博士預(yù)測(cè)：“在未來(lái)5年內(nèi)，我們將會(huì)得到許多關(guān)于基因如何影響個(gè)人對(duì)不同食物所產(chǎn)生的反應(yīng)的資料。”不過(guò)這項(xiàng)研究可能會(huì)耗費(fèi)數(shù)年之久，因此美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)的建議是多吃各類的食物，包括每天至少5份的蔬果并且減肥。

為了確定這些食物與人體健康之間的關(guān)系，科學(xué)家決定針

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)：人類健康的新“鑰匙”人類基因與食物營(yíng)養(yǎng)作用今后可看基因定食譜

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)：人類健康的新“鑰匙”人類基因與食物營(yíng)養(yǎng)作用

個(gè)性營(yíng)養(yǎng)成為可能。目前的營(yíng)養(yǎng)需要量均系針對(duì)群體而言，而未能考慮個(gè)體之間的基因差異。如人的基因上約有140～200萬(wàn)個(gè)單核苷酸多態(tài)性（SNPs），其中6萬(wàn)多個(gè)存在于外顯子中，這可能是人體對(duì)營(yíng)養(yǎng)素需求及產(chǎn)生反應(yīng)差異的重要分子基礎(chǔ)。因此，未來(lái)將有可能應(yīng)用基因組學(xué)技術(shù)闡明與營(yíng)養(yǎng)有關(guān)的SNPs，并用來(lái)研究動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)素需求的個(gè)體差異，通過(guò)基因組成以及代謝型的鑒定，確定個(gè)體的營(yíng)養(yǎng)需要量，使個(gè)體營(yíng)養(yǎng)成為可能，即根據(jù)動(dòng)物的遺傳潛力進(jìn)行個(gè)體飼養(yǎng)，這就是“基因飼養(yǎng)”。此外，應(yīng)用基因組技術(shù)也將有助于開發(fā)出針對(duì)一些針對(duì)性強(qiáng)、功效明顯的動(dòng)物源性功能食品。

某種特定的食物不見得對(duì)每個(gè)人都“有好處”或“有壞處”，自身的DNA也并非一定就能決定你的健康，關(guān)鍵是看它們二者如何相互作用

個(gè)性營(yíng)養(yǎng)成為可能。目前的營(yíng)養(yǎng)需要量均系針對(duì)群體而言，而未

據(jù)《新聞周刊》近期封面文章報(bào)道，在展望未來(lái)的醫(yī)學(xué)發(fā)展?fàn)顩r時(shí)，美國(guó)塔夫茨大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)與基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任瓊斯·歐德沃斯的觀點(diǎn)，對(duì)那些只能花4美元買杯石榴汁的人而言或許不失為一個(gè)好消息。在歐德沃斯看來(lái)，那種常常被稱作“時(shí)尚”的、大范圍向所有人提供同一飲食建議的時(shí)代可能即將結(jié)束。由于基因的差異，每個(gè)人對(duì)某種食物的反應(yīng)是不一樣的，這就會(huì)造成人們吃同一種食物但出現(xiàn)的后果卻可能有很大差別?；诖?，對(duì)于那些只能買石榴汁喝的人來(lái)說(shuō)，只要其基因能充分利用這一飲料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，就可能使他們足以保持一個(gè)健康的體魄。

據(jù)《新聞周刊》近期封面文章報(bào)道，在展望未來(lái)的醫(yī)學(xué)

看基因“下菜單”為時(shí)不遠(yuǎn)紅酒或許有助于一些人軟化血管，但它不見得就是能讓人人受益的佳釀——換而言之，即便是一些常常飲用紅酒的法國(guó)人，有時(shí)也會(huì)受到心臟病的困擾。

心臟病專家常常例行公事般地建議人們食用低鹽食物以控制血壓。但事實(shí)證明這一建議對(duì)于一半的人群并不適用。而即便這種做法沒有效果，它也不會(huì)對(duì)人體造成危害，所以醫(yī)生們?nèi)允菢反瞬黄５刂貜?fù)著這一建議。但是，美國(guó)波士頓大學(xué)的維克多利亞·海里拉教授卻對(duì)此頗有微詞。他認(rèn)為告訴病人毫無(wú)效果的做法，對(duì)醫(yī)生來(lái)說(shuō)無(wú)異于撒謊；人類社會(huì)現(xiàn)在需要的是在基因型（genotype）基礎(chǔ)上做出的診斷。海里拉教授的想法并非天方夜譚。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家和基因?qū)W家的研究狀況，在今后10年，醫(yī)生將可以做到根據(jù)病人的基因檔案來(lái)判定他們具有罹患某種疾病的風(fēng)險(xiǎn)，并為他們制定相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)健康計(jì)劃。有的人會(huì)被建議多吃花椰菜，有的人則可能會(huì)被給予其他的忠告。

看基因“下菜單”為時(shí)不遠(yuǎn)紅酒或許有助于一些人軟化血管

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)在5年前幾乎還是一個(gè)不存在的領(lǐng)域。它的出現(xiàn)，并不意味著要完全推翻一個(gè)世紀(jì)以來(lái)人類社會(huì)提供飲食建議的價(jià)值，而是要幫助人們從最基本的層面了解健康是如何被基因和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的相互作用所決定的。

過(guò)去，人們關(guān)于健康的概念模式是一種“單車道”，即某種“壞”食品會(huì)讓你得心臟病或癌癥、而某種“好”基因的介入則會(huì)保護(hù)你。然而，新的研究發(fā)現(xiàn)，食物與基因之間會(huì)發(fā)生持續(xù)的相互作用；在這個(gè)過(guò)程中，有些食物會(huì)加速有害基因的活動(dòng)，而另外一些食物則趨向于抑制它們。此外，個(gè)體對(duì)于高脂肪或低脂肪的食物、酒、鹽甚至運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)都會(huì)有很大的差異。這就解釋了為什么有的人比別人更能適應(yīng)在大清早去擠車上班，為什么生活在美國(guó)西南部地區(qū)印第安部族的比馬人得Ⅱ型糖尿病的概率是美國(guó)白人的8倍。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的理論，未來(lái)人們?cè)陲嬍撤矫鎽?yīng)該檢測(cè)自己的基因，以選擇適宜自己的食物。

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)在5年前幾乎還是一個(gè)不存在的領(lǐng)域。它的出現(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)基因反應(yīng)圖譜已現(xiàn)雛形

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)模式的建立，是基于藥物與基因相互作用的研究工作。實(shí)驗(yàn)人員正在揭示這樣一個(gè)神秘的現(xiàn)象：為什么同樣的一種藥對(duì)某個(gè)人而言是生命救星但在另外一個(gè)人身上則會(huì)產(chǎn)生致命的反應(yīng)？而第三個(gè)人在服用后卻根本看不出任何效果？舉例來(lái)說(shuō)，一些抗抑郁癥的藥物為什么會(huì)對(duì)三分之一的患者不起效？最近，美國(guó)杜克大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，一些人患抑郁癥是因?yàn)轶w內(nèi)的某種基因變異，而這些基因的變異會(huì)通過(guò)某種方式大大降低血液中復(fù)合胺的含量（大約減少80%）；復(fù)合胺的不足會(huì)導(dǎo)致情緒抑郁，而且會(huì)使這類患者對(duì)抗抑郁藥產(chǎn)生抵抗力。

營(yíng)養(yǎng)基因反應(yīng)圖譜已現(xiàn)雛形

營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)模式的建立，是基

但是通常情況下，基因與食物間的相互反應(yīng)要復(fù)雜得多。美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心基因?qū)W與疾病預(yù)防辦公室主任米恩·考雷利博士對(duì)此做了分析。他指出，一般而言，人們服用某種藥物后會(huì)間隔一段時(shí)間，如果他被發(fā)現(xiàn)因?yàn)閿y帶某種變異基因而產(chǎn)生不良反應(yīng)，那就可以放棄該藥或者改變劑量。但是，人們一生都在吃飯，且無(wú)需按照“處方”進(jìn)食，大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)進(jìn)入人體。而新陳代謝包含著按照多種方式進(jìn)行的不計(jì)其數(shù)的基因反應(yīng)。

但是通常情況下，基因與食物間的相互反應(yīng)要復(fù)雜得多。美國(guó)疾病

根據(jù)目前的了解，至少150種基因變異會(huì)增加患Ⅱ型糖尿病的概率，300種甚至更多種的基因變異與肥胖有關(guān)。塔夫茨大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)與基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任瓊斯·歐德沃斯將這種情況與電器控制板做了一番比較。他說(shuō)，人們對(duì)于某種電器的開關(guān)往往能進(jìn)行自如地掌控，“但是，在一些人身上，即便你摁了‘開關(guān)’，仍看不到‘燈亮’，因?yàn)橛幸恍﹦e的我們并不了解的開關(guān)可能在起相反的作用”。

根據(jù)目前的了解，至少150種基因變異會(huì)增加患Ⅱ型糖尿病的概

關(guān)于新陳代謝中的基因反應(yīng)，研究人員可能要花費(fèi)多年才能繪制出一個(gè)清晰的“線路圖”。但是，這并不能阻止用個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)配方來(lái)治療疾病——從骨髓疏松癥到強(qiáng)迫性神經(jīng)官能癥——這一新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。事實(shí)上，營(yíng)養(yǎng)與基因反應(yīng)圖譜已經(jīng)在一些方面顯出雛形。比如，綠茶所包含的強(qiáng)有力的抗氧化劑被認(rèn)為有助于減少心臟病和某些癌癥的發(fā)作，但只有一部分婦女在飲用綠茶后表現(xiàn)出了減少乳腺癌發(fā)病的效果。美國(guó)南加州大學(xué)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，造成上述結(jié)果的一個(gè)重要原因與人體內(nèi)的某一基因有關(guān)，該基因產(chǎn)生的甲基轉(zhuǎn)移酶（COMT）會(huì)降低抑癌成分的功效；而那些體內(nèi)該基因出現(xiàn)變異的婦女，則會(huì)減少COMT酶的形成，從而能在飲用綠茶后受益匪淺。

關(guān)于新陳代謝中的基因反應(yīng)，研究人員可能要花費(fèi)多年才能繪

借食療改善“問(wèn)題基因”

關(guān)于營(yíng)養(yǎng)與基因反應(yīng)的一項(xiàng)更為詳細(xì)的研究，涉及人們常說(shuō)的Ⅰ期酶和Ⅱ期酶。這項(xiàng)研究的目的是清除人體內(nèi)的一些特定毒素，如在烤焦的肉皮外表形成的有強(qiáng)致癌性的雜環(huán)胺，常常會(huì)被人們食用烤肉時(shí)一同進(jìn)入體內(nèi)。事實(shí)上，這種胺并非與生俱來(lái)地帶有“毒性”，只有在Ⅰ期酶開始代謝它們而Ⅱ期酶尚未完成這一工作時(shí)，雜環(huán)胺才會(huì)有危害性。所以，保持Ⅰ期酶和Ⅱ期酶的平衡顯然至關(guān)重要。但是研究發(fā)現(xiàn)，一些人具有的一種變異基因能加速體內(nèi)Ⅰ期酶的生成，從而使得致癌物的形成速度要快于Ⅱ期酶對(duì)它們的清除速度。調(diào)查表明，具有這種變異基因的人在美國(guó)白人中占28％，在非洲裔或西班牙裔美國(guó)人中約占40％，在日裔美國(guó)人中則接近70％，這種狀況在現(xiàn)實(shí)生活中明顯表現(xiàn)為胃癌的發(fā)病率在上述三種人種中明顯遞增。

值得高興的是，研究人員已經(jīng)找到了平衡兩種酶的辦法：大蒜含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能夠減少Ⅰ期酶，而花椰菜中的一種物質(zhì)則可以提高Ⅱ期酶的水平。借食療改善“問(wèn)題基因”

關(guān)于營(yíng)養(yǎng)與基因反應(yīng)的一項(xiàng)更

美國(guó)加州大學(xué)營(yíng)養(yǎng)基因?qū)W優(yōu)化中心負(fù)責(zé)人雷蒙德·羅德里格茲正在領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)全新的研究工作，那就是從基因的角度探索飲食對(duì)人體健康的影響。其中最受關(guān)注的個(gè)案是對(duì)一個(gè)能產(chǎn)生阿樸脂蛋白（APO-E）的基因進(jìn)行深入研究。人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，APO-E對(duì)于調(diào)節(jié)膽固醇起著重要作用。與APO-E關(guān)系密切的這個(gè)基因有三個(gè)變異，分別被標(biāo)識(shí)為E2、E3、E4。其中，E4的危害性最高，估計(jì)全世界共有15％到30％的人含有這個(gè)變異基因。它會(huì)增加患糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)使膽固醇水平升高，會(huì)使原本有積極意義的適度飲酒產(chǎn)生嚴(yán)重后果，會(huì)大幅“擴(kuò)大”吸煙的危害性。塔夫茨大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)與基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任瓊斯·歐德沃斯對(duì)這一研究結(jié)果深表認(rèn)同。他說(shuō)：“吸煙的確對(duì)人有害；但對(duì)那些有E4變異基因的人而言，香煙簡(jiǎn)直就是殺手。我們討論的不是可能不可能的問(wèn)題，這種人吸煙肯定會(huì)得心臟病。”他建議有E4變異基因的人應(yīng)該禁煙禁酒、參加運(yùn)動(dòng)、食用低飽和脂肪食物，如果能做到這些，他們同樣也能夠遠(yuǎn)離與E4關(guān)系甚密的心臟病的困擾。

美國(guó)加州大學(xué)營(yíng)養(yǎng)基因?qū)W優(yōu)化中心負(fù)責(zé)人雷蒙德·羅德里格茲

在營(yíng)養(yǎng)基因?qū)W領(lǐng)域，另外一種目前被廣泛研究的物質(zhì)是姜黃素。姜黃素是咖喱粉的重要成分，能夠使那些與心臟病、結(jié)腸癌、老年癡呆癥相關(guān)的基因的活動(dòng)減緩。印度是全世界老年癡呆癥發(fā)病率最低的國(guó)家，不知與印度人長(zhǎng)期食用咖喱是否有關(guān)？當(dāng)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的神經(jīng)病學(xué)專家格雷格·科爾夫婦提出這一問(wèn)題后，他們從一些制藥廠聽到了充滿緊張氣氛的質(zhì)疑：“你們想干什么？想讓我們倒閉嗎？”當(dāng)然不是！不僅如此，基因營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究，將通過(guò)揭示人體飲食治療疾病的秘密，為制藥公司創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)，幫助它們?cè)诜蛛x、濃縮、合成等環(huán)節(jié)不斷改善產(chǎn)品的成分，使之更加天然——這也正是醫(yī)藥界多年來(lái)一直追求的目標(biāo)。

在營(yíng)養(yǎng)基因?qū)W領(lǐng)域，另外一種目前被廣泛研究的物質(zhì)是姜黃素

葉酸大量攝入可能影響人類基因構(gòu)成

英國(guó)和澳大利亞的科學(xué)家發(fā)表文章稱，目前各國(guó)普遍在食品中添加葉酸的做法，可能會(huì)逐漸改變?nèi)祟惖幕驑?gòu)成，使未來(lái)人類更易罹患一些致命疾病。

葉酸是一種水溶性Ｂ族維生素，對(duì)人體多項(xiàng)新陳代謝過(guò)程都至關(guān)重要。很多國(guó)家法律規(guī)定，必須在面粉和谷物產(chǎn)品中添加葉酸。這樣做，可以保證孕婦在妊娠早期攝入足夠的葉酸，降低胎兒大腦和脊椎發(fā)育畸形的可能。

但是，澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的馬克·盧科克和英國(guó)利茲大學(xué)的佐薇·耶茨在最新一期《自然基因?qū)W評(píng)論》上撰文說(shuō)，在食品中添加葉酸的做法，使大眾葉酸攝入量普遍提高，可能會(huì)使人類整體基因構(gòu)成逐漸發(fā)生改變。

葉酸大量攝入可能影響人類基因構(gòu)成英國(guó)和澳大利

他們指出，有一些小型研究表明，與母親攝入葉酸不足的嬰兒相比，母親飲食中葉酸豐富的嬰兒體內(nèi)一種名為６７７Ｔ

ＭＴＨＦＲ的基因更容易出現(xiàn)變異，該基因與體內(nèi)維生素的新陳代謝相關(guān)。兩位科學(xué)家在文章中指出，由于越來(lái)越多的孕婦攝入過(guò)量或者足量的葉酸，因此未來(lái)人口中６７７Ｔ

ＭＴＨＦＲ基因出現(xiàn)變異的比例會(huì)越來(lái)越大。然而，數(shù)項(xiàng)研究證明，這種變異會(huì)使成年人罹患心臟病、多種癌癥和妊娠合并癥的可能性增加。

他們也指出，就目前而言，葉酸對(duì)人體健康的益處要大于未來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。但是，如果葉酸過(guò)量攝入的風(fēng)險(xiǎn)逐漸顯現(xiàn)，各國(guó)政府就應(yīng)該考慮減少食品中葉酸的添加量。

他們指出，有一些小型研究表明，與母親攝入葉酸不足的

科學(xué)界對(duì)這項(xiàng)假設(shè)看法不一，一些人認(rèn)為，該理論尚未得到足夠的證據(jù)支持，需要進(jìn)一步的研究。而另一些專家認(rèn)為，葉酸對(duì)人類基因構(gòu)成的改變非常緩慢，幾乎不可能被察覺，因此不會(huì)構(gòu)成任何威脅。

葉酸是維生素B的一種形式，在多項(xiàng)新陳代謝過(guò)程中扮演關(guān)鍵角色。在有些國(guó)家葉酸被強(qiáng)制要求加到谷物中，以確保孕婦的足量攝入，減少嬰兒出生時(shí)大腦和脊椎的缺陷。但是，最近澳大利亞和英國(guó)科學(xué)家共同提出一個(gè)新觀點(diǎn)，他們認(rèn)為食用過(guò)多的葉酸強(qiáng)化食品會(huì)導(dǎo)致下一代更容易受到致命疾病的侵害，因?yàn)槿~酸強(qiáng)化食品可能改變?nèi)祟惖幕蚪M成。

科學(xué)界對(duì)這項(xiàng)假設(shè)看法不一，一些人認(rèn)為，該理論尚

葉酸攝入過(guò)多的孕婦產(chǎn)下的嬰兒易攜帶一種名為677TMTHFR的基因，正常出生的嬰兒比夭折的嬰兒多攜帶4倍這種基因。如果母親攝入足量的葉酸，嬰兒更容易存活。如今，由于葉酸強(qiáng)化食品的普及，攜帶這種基因變量的嬰兒數(shù)量在增加。

有科學(xué)家認(rèn)為，這種基因的改變長(zhǎng)時(shí)間而言對(duì)健康的影響是負(fù)面的，它可能增加成人患心臟病、癌癥和懷孕綜合征的風(fēng)險(xiǎn)。但也有研究表明，當(dāng)人們的飲食缺乏葉酸時(shí)，這種疾病的風(fēng)險(xiǎn)也普遍存在?？茖W(xué)家也不明白其中的道理。

葉酸攝入過(guò)多的孕婦產(chǎn)下的嬰兒易攜帶一種名為677TMT

雖然沒有確鑿證據(jù)表明葉酸危害健康，但澳英兩國(guó)的科學(xué)家還是提出警告：人為地?cái)z入大量維生素可能會(huì)改變未來(lái)人類的基因組成，如果將來(lái)出于某種原因?qū)е戮S生素供量難以維持，人類可能因此產(chǎn)生多種疾病。他們同時(shí)也表示，相信強(qiáng)化葉酸食品對(duì)孕婦來(lái)說(shuō)好處超過(guò)未來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，但是在風(fēng)險(xiǎn)沒被明確之前，建議政府應(yīng)該考慮降低推薦食品中的葉酸含量，應(yīng)從每日的400毫克降低到200毫克。雖然沒有確鑿證據(jù)表明葉酸危害健康，但澳英兩國(guó)的科學(xué)家還飲食、生活和愛改變我們的基因表達(dá)

加拿大的研究人員發(fā)現(xiàn)老鼠媽媽拒絕它的鼠崽舔她，會(huì)引起一種損害鼠崽成年后對(duì)壓力的反應(yīng)能力的大腦變化。而英國(guó)的研究人員則發(fā)現(xiàn)懷孕的媽媽如果在妊娠期缺乏飲食會(huì)增加她的后代在出生后發(fā)生糖尿病、中風(fēng)和心臟病的風(fēng)險(xiǎn)……

這些令人驚奇的科學(xué)發(fā)現(xiàn)揭示出了表觀遺傳學(xué)的新領(lǐng)域——在這其中，單獨(dú)的營(yíng)養(yǎng)物、毒素、行為和任何類型的環(huán)境接觸都能沉默或活化基因，但不改變它的遺傳代碼。

環(huán)境接觸會(huì)引發(fā)身體或大腦中的一種化學(xué)變化，從而調(diào)動(dòng)一組稱為甲基基團(tuán)的分子。甲基基團(tuán)附著到一個(gè)基因的控制片段上，并沉默或者活化這個(gè)基因。無(wú)論沉默還是活化，基因都會(huì)改變它原來(lái)的活動(dòng)規(guī)劃。杜克大學(xué)的研究人員將甲基化比作在一個(gè)燈開關(guān)上涂上膠：雖然開關(guān)沒有爛掉，但膠水卻阻止了它的工作。

飲食、生活和愛改變我們的基因表達(dá)

加拿大的研究人員

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)不再爭(zhēng)論基因或者環(huán)境是否對(duì)人類的健康和發(fā)育產(chǎn)生影響了，因?yàn)閮烧哂绊懯潜囟ù嬖诘?。杜克大學(xué)的Randy

Jirtle博士是即將召開的表觀遺傳學(xué)會(huì)議的召集人，他表示，每種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、每個(gè)相互反應(yīng)、每個(gè)經(jīng)歷都能引起自身的生化變化，這些變化最終影響我們基因的表達(dá)。

研究資料顯示，這種隱秘的變化常發(fā)生在胚胎或胎兒發(fā)育階段，但是它們卻偷偷為成年后對(duì)一系列疾病和行為反應(yīng)的感受性奠定了基礎(chǔ)。