【正文】 營(yíng)養(yǎng)相關(guān)疾病(j237。b236。ng)的分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ),第一頁(yè)，共六十三頁(yè)。,人類對(duì)生命現(xiàn)象與本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，經(jīng)歷了由整個(gè)機(jī)體水平向器官、組織、細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)及分子水平這樣一個(gè)逐漸深入的過(guò)程。 近幾十年，隨著分子生物學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)學(xué)科的滲透及應(yīng)用，產(chǎn)生了許多新興學(xué)科。分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)就是營(yíng)養(yǎng)學(xué)與現(xiàn)代分子生物學(xué)原理和技術(shù)有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的一門(mén)新興邊緣學(xué)科，它在闡述營(yíng)養(yǎng)素與基因如何相互作用，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)相關(guān)疾病發(fā)生發(fā)展方面取得了許多重要進(jìn)展。目前該學(xué)科剛具雛形，正處于不斷完善和發(fā)展階段，相信不久的將來(lái)(jiāngl225。i)，它必將成為一門(mén)在理論和實(shí)踐方面均具有重要意義的學(xué)科。,第二頁(yè)，共六十三頁(yè)。,一、分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)(molecular nutrition)的定義(d236。ngy236。)及發(fā)展簡(jiǎn)史,第三頁(yè)，共六十三頁(yè)。,(一)分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)定義 目前關(guān)于分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)尚無(wú)公認(rèn)的定義。我們暫且定義為：分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)主要是研究營(yíng)養(yǎng)素與基因之間的相互作用。一方面研究營(yíng)養(yǎng)素對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控作用；另一方面研究遺傳因素對(duì)營(yíng)養(yǎng)素消化、吸收、分布、代謝和排泄的決定作用。在此基礎(chǔ)上，探討(t224。ntǎo)二者相互作用對(duì)生物體表型特征(如營(yíng)養(yǎng)充足、營(yíng)養(yǎng)缺乏、營(yíng)養(yǎng)相關(guān)疾病、先天代謝性缺陷)影響的規(guī)律，從而針對(duì)不同基因型或變異或針對(duì)營(yíng)養(yǎng)素對(duì)基因表達(dá)的特異調(diào)節(jié)作用，制訂出營(yíng)養(yǎng)素需要量、供給量標(biāo)準(zhǔn)和膳食指南，或特殊膳食平衡計(jì)劃，為促進(jìn)健康、預(yù)防和控制營(yíng)養(yǎng)缺乏病、營(yíng)養(yǎng)相關(guān)疾病和先天代謝性疾病提供真實(shí)、可靠的科學(xué)依據(jù)。,第四頁(yè)，共六十三頁(yè)。,分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究?jī)?nèi)容主要包括： 1．營(yíng)養(yǎng)素對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控作用及調(diào)節(jié)機(jī)制，從而對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的生理功能進(jìn)行更完全，更深入的認(rèn)識(shí)。 2．如何利用營(yíng)養(yǎng)素促進(jìn)有益健康基因的表達(dá)和抑制有害健康基因的表達(dá)。 3．遺傳變異或基因多態(tài)性對(duì)營(yíng)養(yǎng)素消化、吸收、分布、代謝和排泄的影響。 4．營(yíng)養(yǎng)素需要量存在個(gè)體差異的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。 5．營(yíng)養(yǎng)素—基因相互作用導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)缺乏病、營(yíng)養(yǎng)相關(guān)(xiāngguān)疾病和先天代謝性缺陷的機(jī)理及膳食干預(yù)研究。,第五頁(yè)，共六十三頁(yè)。,(二)分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)素與基因之間相互作用的最初認(rèn)識(shí)，應(yīng)該始于先天代謝性缺陷。1908年，Dr.Archibald E. Garrod在推測(cè)尿黑酸尿癥(alcaptonuria)的病因時(shí)，首先使用了“先天代謝性缺陷”(inborn errors of metabolism)這個(gè)名詞術(shù)語(yǔ)，并由此第一個(gè)提出了基因—酶的概念(理論)，即一個(gè)基因負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)一個(gè)特異酶的合成。該理論認(rèn)為，先天代謝性缺陷的發(fā)生是由于基因突變或缺失(quē shī)，導(dǎo)致某種酶缺乏、代謝途徑某個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生障礙、中間代謝產(chǎn)物發(fā)生堆積的結(jié)果。,第六頁(yè)，共六十三頁(yè)。,1948年，Gibson發(fā)現(xiàn)隱性高鐵血紅蛋白血癥(recessive methemoglobinemia)是由于依賴NADH高鐵血紅蛋白還原酶缺乏所致；1952年，Cori提供證據(jù)表明葡萄糖6磷酸酶缺乏可導(dǎo)致馮奇爾克癥(Von Gierke‘s disease)；1953年，Jervis的研究表明苯丙酮酸尿癥(phenylketonuria, PKU)的發(fā)生是由于苯丙氨酸羧化酶缺乏所致。到目前為止，已發(fā)現(xiàn)了300多個(gè)(duō ɡ232。)先天代謝性缺陷。,第七頁(yè)，共六十三頁(yè)。,先天代謝性缺陷的病因是由于基因突變，導(dǎo)致某種酶缺乏，從而使?fàn)I養(yǎng)素代謝和利用發(fā)生障礙；反過(guò)來(lái)講，可針對(duì)代謝缺陷的特征，利用營(yíng)養(yǎng)素來(lái)彌補(bǔ)或糾正這種缺陷。如典型的PKU，由于苯丙氨酸羧化酶缺乏，使苯丙氨酸不能代謝為酪氨酸，從而導(dǎo)致苯丙氨酸堆積和酪氨酸減少，因此可在膳食(sh224。nsh237。)配方中限制苯丙氨酸的含量，增加酪氨酸的含量。先天代謝性缺陷的治療就是營(yíng)養(yǎng)素與基因之間相互作用的一個(gè)早期例子，雖然營(yíng)養(yǎng)素沒(méi)有對(duì)基因產(chǎn)生直接作用，但營(yíng)養(yǎng)素可彌補(bǔ)基因的缺陷。,第八頁(yè)，共六十三頁(yè)。,由于在先天代謝性疾病研究與治療方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并獲得了突出成就，1975年春天，美國(guó)實(shí)驗(yàn)生物學(xué)科學(xué)家聯(lián)合會(huì)第59屆年會(huì)在亞特蘭大(y224。 t232。 l225。n d224。)舉行了“營(yíng)養(yǎng)與遺傳因素相互作用”專題討論會(huì)。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所(NIH)營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)委員會(huì)主席Artemis P Simopoulos博士認(rèn)為，這是營(yíng)養(yǎng)學(xué)歷史上具有里程碑意義的一次盛會(huì)。 然而，由于當(dāng)時(shí)受分子生物學(xué)發(fā)展的限制，分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展還是非常緩慢的。盡管上個(gè)世紀(jì)50年代Waltson和Crick提出了DNA雙螺旋模板學(xué)說(shuō)；60年代Monod和Jacob提出了基因調(diào)節(jié)控制的操縱子學(xué)說(shuō)；以及70年代初期DNA限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)和一整套DNA重組技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了分子生物學(xué)在廣度和深度兩個(gè)方面以空前的高速度發(fā)展，但在一段時(shí)間還沒(méi)有廣泛應(yīng)用于營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究。,第九頁(yè)，共六十三頁(yè)。,1985年，還是Artemis P Simopoulos 博士在西雅圖舉行的“海洋食物與健康”的會(huì)議上，首次使用了分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)這個(gè)名詞術(shù)語(yǔ)，并在1988年指出，由于分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、生理學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)、遺傳流行病學(xué)等所取得快速發(fā)展及向營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究領(lǐng)域的滲透，從1988年開(kāi)始，營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究進(jìn)入了黃金時(shí)代(hu225。ngjīnsh237。d224。i)。從文獻(xiàn)檢索的情況看，1988年以前的有關(guān)營(yíng)養(yǎng)素與基因之間相互作用的文章寥寥無(wú)幾，而從1988年以后，該領(lǐng)域研究的論文與綜述驟然增多，并逐年呈幾何增加的趨勢(shì)。發(fā)表文章所涉及的內(nèi)容大致可分為以下幾類：,第十頁(yè)，共六十三頁(yè)。,(1)分子生物學(xué)技術(shù)在營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究中的應(yīng)用； (2)分子生物學(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)結(jié)合的必要性； (3)基因轉(zhuǎn)錄的代謝(d224。ixi232。)調(diào)節(jié)； (4)基因表達(dá)的營(yíng)養(yǎng)(或營(yíng)養(yǎng)素)調(diào)節(jié)； (5)營(yíng)養(yǎng)與變異； (6)基因多態(tài)性與營(yíng)養(yǎng)素之間的相互作用對(duì)營(yíng)養(yǎng)相關(guān) 疾病的影響； (7)基因多態(tài)性對(duì)營(yíng)養(yǎng)素需要量的影響。,第十一頁(yè)，共六十三頁(yè)。,二、營(yíng)養(yǎng)素對(duì)基因(jīyīn)表達(dá)的調(diào)控,第十二頁(yè)，共六十三頁(yè)。,機(jī)體從受孕、細(xì)胞分裂、分化到生長(zhǎng)發(fā)育，從健康狀態(tài)、疾病狀態(tài)到死亡等一切生命現(xiàn)象，無(wú)一不是基因表達(dá)的有條不紊調(diào)控的結(jié)果。而環(huán)境因素，尤其是營(yíng)養(yǎng)或營(yíng)養(yǎng)素對(duì)基因表達(dá)會(huì)產(chǎn)生直接或間接作用，從而對(duì)上述生命現(xiàn)象產(chǎn)生重要影響。從精子(jīngzǐ)與卵細(xì)胞結(jié)合的一剎那，就決定了一個(gè)個(gè)體的遺傳學(xué)命運(yùn)(即決定一個(gè)個(gè)體所攜帶的遺傳物質(zhì)，該物質(zhì)決定了個(gè)體的生命特征和含有哪些致病基因及大致什么時(shí)間出現(xiàn)疾病、壽命的長(zhǎng)短等)。營(yíng)養(yǎng)素雖然在短時(shí)間內(nèi)不能改變這種遺傳學(xué)命運(yùn)，但可通過(guò)營(yíng)養(yǎng)素修飾這些基因的表達(dá)，從而改變這些遺傳學(xué)命運(yùn)出現(xiàn)的時(shí)間進(jìn)程。,第十三頁(yè)，共六十三頁(yè)。,過(guò)去在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)素功能的認(rèn)識(shí)一直停留在生物化學(xué)、酶學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)、生理學(xué)和細(xì)胞學(xué)水平上。雖然已認(rèn)識(shí)到營(yíng)養(yǎng)素可調(diào)控細(xì)胞的功能，但一直認(rèn)為是主要通過(guò)調(diào)節(jié)激素的分泌和激素信號(hào)的傳遞而實(shí)現(xiàn)的。只有在上個(gè)世紀(jì)80年代，才認(rèn)識(shí)到營(yíng)養(yǎng)素可直接和獨(dú)立地調(diào)節(jié)基因表達(dá)，從而對(duì)營(yíng)養(yǎng)素功能的認(rèn)識(shí)深入到了基因水平。因此深入研究營(yíng)養(yǎng)素對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控不僅對(duì)預(yù)防疾病，促進(jìn)健康和長(zhǎng)壽有十分重要意義，而且將重新(ch243。ngxīn)、全面深入地