营养基因组学

营养基因组学:

从分子营养学到疾病的预防Nutrigenomics:FromMolecularNutritiontoPreventionofDiseaseAuthorJournalvstimeLYDIAAFMAN,PhDDutchJournaloftheAmericanDieteticAssocition

2006ImpactFactor:3.128营养基因组学面临挑战研究思路应用展望研究方法由于人体内缺乏乳糖酶致使乳糖代谢异常的一种疾病乳糖不耐症6%18%60%30%25%营养基因组学Nutrigenomics营养基因组学研究热点通过特定的营养手段来影响、干预基因的表达尤其是营养素的缺乏与疾病预防之间的关系我们都知道药物可以影响基因的表达，我们通过食物摄取的营养素同样可以，只不过影响的程度非常微小，通过日积月累，这种影响是非常有意义美国现在在研的一个项目即为通过营养手段预防肝癌分子营养学基因组学应用分子生物学技术和方法从分子水平上研究营养学DNA、基因、蛋白质水平研究基因组的结构、功能及表达产物的学科。蛋白质、复杂功能的RNA健康营养基因组营养基因组学（Nutrigenomics）——是研究营养素对机体基因的转录、翻译表达及代谢机理的科学。从学科角度考虑即使将基因组学应用于分子营养学营养基因组学是基于多学科的边缘学科交叉领域Nutrigenomics营养素如何影响代谢途径及体内稳态控制

如何在膳食相关疾病的早期干扰这种调节机制

个别敏感基因促成这些疾病的程度

强化理解营养基因组学将促成一种有据可依的膳食干涉策略这种策略对于恢复健康及预防膳食相关疾病均有益处

NutrigenomicsChanllenge庞大的数据不同的技术平台新生物统计学算法健康志愿者提供的不可取组织样本营养基因组学的期望值很高，但是研究进程却是缓慢的。营养基因组学领域面临着这样一个挑战——在克服大量技术障碍的同时建立一个稳固的研究基础。一个简单的营养基因组学实验即会产生庞大的数据。我们必须学会从这些数据中快速提炼出有价值的生物学信息。

Chanllenge分子生物学基因组学营养学药学生物信息学这种通过共同努力得到的成功归功于不同学科科学家的极佳沟通及来自不同实验室基因组学数据的高度兼容。一个研究组无法独自解决这种规模、数量的挑战，这就需要众多研究组的协力合作。同时，许多基因组学技术都是很昂贵的。于是，出现这样一种现象——越来越多的国家、国际营养基因组学团体开始协力解决这种挑战。Chanllenge验证这些活性成分作为功能食品成分的活性效果从分子水平识别食物活性成分发展“个性化饮食”食品企业意识到营养基因组学作为发展基础研究的必然性这其中一些团队涉足食品企业与学术界的合作

Approach胰岛素抵抗性状收集糖尿病性状收集代谢性应激性状收集代谢综合征初期代谢性应激的作用炎症性状收集营养基因组学研究的重要目标研究营养素对基因组的影响Approach代谢综合征的发展过程生物标记物Approach分子学信号营养素基因表达形式蛋白质表达形式代谢物表达形式这种方式即是从分子水平洞察营养素作用机制细胞传感机制营养学研究的一个主要焦点在于慢性疾病的预防如心血管疾病、代谢综合征以及癌症这种失调将由于某种食物组分的介入得到部分调节Approach复杂性面临的问题差异性不同结合力特异性将重要且复杂的研究问题分解为小规模可行、能被正常规模研究小组完成的项目营养素靶目标ApproachApproach经历一番构象变化细胞核受体辅阻遏蛋白辅激活蛋白营养素营养素代谢物通过改变特殊基因的DNA转录水平对营养素改变进行响应

配体营养素传感器转录因子激活营养素传感器群转录因子细胞核受体Methods生物标记物biomarker研究方法DNA芯片

microarrays

Methods蛋白质代谢物身体功能生物标记物一类与细胞生长增殖有关的标志物它们可以用来指示病理生理学改变,这种改变最终因个人性状的不同而形成慢性疾病基因-转录组蛋白质组代谢物组生物标记物的测定Methods灵敏在同一个研究中同时测定成千上万个基因的表达程度

正在开发当中发展迅速极具创新性精确敏感

转录组代谢组蛋白质组转录组即一个活细胞所能转录出来的所有mRNA

转录组学研究生物细胞中转录组的发生和变化规律即从RNA水平研究基因表达的情况蛋白质组学阐明生物体基因组在细胞中表达的全部蛋白质的表达模式及功能模式蛋白质组指由一个基因组或一个细胞、组织表达的所有蛋白质代谢组学主要研究细胞、组织或体液中内源性及外源性代谢物的总和Methods这些组学的研究为生物标志物的发现、鉴定和评价提供了有力的技术平台但目前还没有能够准确、专一、足够灵敏的生物标记来确定其在疾病发作前的病理学变化MethodsDNA芯片,又称基因芯片或微阵列(microarrays)其技术原理是基于DNA碱基的配对和互补,把DNA或RNA分解为一系列碱基数固定交错且重叠的寡核苷酸并进行测序,然后进行序列拼接。Methods待测基因酶切成不同长度的片段荧光定位标记DNA芯片杂交应用激光共聚焦荧光显微镜扫描芯片根据探针的位置和序列就可确定靶序列相应基因的序列或表达及突变情况该技术可以检测营养素对整个细胞、组织甚至整个系统及作用方式上的差异Future由于个体间基因差异导致对摄入的营养产生不同的响应相关的营养基因