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分子营养学研究进展

摘要：分子营养学应用生物学从分子水平研究营养学,经历长期的发展,从最初从疾病的研究到如今从基因方法控制营养和代谢,技术水平有了巨大的进展。而且从分子水平解释了肥胖、高血压、冠心病等慢性疾病的基因表达途径。今年来营养与基因表达、营养与遗传、营养与基因组的稳定性的研究也称为分子营养学的热点。利用现代组学，如基因组学，表观基因组学，转录组学，蛋白质组学和代谢组学等都为研究分子营养学提供了良好的研究方法。

关键词：分子营养学基因多态性营养素调控疾病现代组学

1、分子营养学的概念

应用分子生物学技术和方法从分子水平上研究营养学的一个新领域，是营养科学研究的一个层面，是营养科学的一个组成部分或分支[1]。即应用现代分子生物学技术，在基因表达调控和蛋白质组学的水平上，研究营养与基因表达间的相互关系，旨在阐明营养素或营养调控因子对动物生理机能的调控机制，为有效地、经济地促进动物生长发育，提高动物抗病力，最大限度地实现遗传潜力提供理论依据[2]。分子营养学是分子生物学的重要发展方向，借助分子生物学，将营养学、发育学、遗传学和临床医学联系起来，发育营养学、遗传营养学、癌症预防营养学等新的交叉学科已不断涌现。我们应当对传统营养学的认识进行系统梳理、总结出营养调控的典型模型，建立营养素与基因表达有对应关系的具体实例，再结合分子生物学的研究成果，筛选并认识决定重要经济形状的或具有社会效益的特定基因的结构、性质、功能等属性。然后将这些知识应用到营养因素如何调控人健康和发病过程中的基因组表达，或者运用营养因素调节动物的经济性状的主效基因表达[3]。营养学应侧重于预防疾病发展以及对治愈已经完全固化疾病治疗来说非常重要修复过程的支持[4]。当前的研究热点丰要有营养与基因表达、营养与遗传、营养与基因组的稳定性等[5]。

2、分子营养学的发展简史

人们对营养素与基因之间相互作用的最初认识，应始于对先天代谢性缺陷的研究。1908年，GarrodAE博士在推测尿黑酸尿症(alcaptonuria)的病因时，首先使用了“先天性代谢缺陷”(inbornerrorofmetabolism)这个名词，并由此第一个提出了基因一酶的理论，即一个基因负责调节一个特异酶的合成。该理论认为，先天性代谢缺陷的发生是由于基因突变或缺失，导致某种酶缺乏、代谢途径某个环节发生障碍、中间代谢产物发生堆积的结果。先天性代谢缺陷的病因是由于基因突变，导致某种酶缺乏，从而使营养素代谢和利用发生障碍；反过来讲，可针对代谢缺陷的特征，利用营养素来弥补或纠正这种缺陷[6]。从1988年开始分子营养学研究进入了黄金时代。此时，该领域研究的论文与综述骤然增多，文章所涉及的内容大致可分为以下几类：(1)分子生物学技术在营养学研究中的应用；(2)分子生物学与营养学结合的必要性；(3)基因转录的代谢调节；4)基因表达的营养(或营养素)调节；(5)营养与变异；(6)基因多态性与营养素之间的相互作用对营养相关疾病的影响；(7)基因多态性对营养素需要量的影响。

20世纪末至2l世纪初，人类基因组计划完成之后相继提出了环境基因组计划和食物基因组计划。随着关于特异营养素如何影响基因表达，及特异基因或基因型如何决定营养素的需要量和营养素的利用等方面知识的层出不穷，就像知道人体的血型一样，每个人也可以知道其营养素需要类型。可设计出一种遗传筛选实验，根据不同基因型对营养素需要和耐受程度的不同，针对每一种基因型制订相应的推荐摄入量(RNI)。这种RNI与过去的推荐供给量(RDA)不同，不仅考虑了年龄和性别的差异，更主要是考虑了基因型，即个体在营养素需要量上的特殊性。随着食物基因组计划的完成，我们最终会制订出这样一个RNI，即它将能促进那些对健康有利基因的表达，而对退行性疾病和死亡有关基因的表达有抑制作用。这就是分子营养学研究的重要意义和最终目的。

3分子营养学在营养科学研究中的作用

3.1营养与基因表达研究拓宽对营养素功能的认识

营养素的生理功能概括为：提供能量、构成和修补身体组织、调节生理功能。尽管也强调调节功能，但只是认识到通过酶和激素的调节。直到上世纪80年代，才认识到营养素可以直接和独立地调控基因表达。例如，通过脂肪酸对基因表达调控的研究，发现脂肪酸不仅是供能物质和生物膜的重要组成部分，而且可通过细胞膜受体信号途径和转录因子活化途径调节基因表达等而发挥重要的生理功能。如今已发现膳食脂肪酸至少通过三种不同的机制调控基因表达：(1)作为类花生酸的前体物；(2)作为核受体的配体；(3)调控核内SREBPlc的含量[7]。

3．2基因多态性的研究为制订RNl提供了新思路

当碱基突变发生在基因序列时，可产生一个基因的一种以上的不同形式(又称一个基因的不同基因型)，且在人群中发生率超过1％时称为基