醇排出体外的作用,因而有降低血中胆固醇和预防心血管疾病的功效。

玉米油含甾醇1441mg/100g,比葵花籽油496mg/100g及大豆油436mg/100g均高,其中B2谷甾醇占60.3%,燕麦甾醇10.5%。

甾醇是降血脂用药物类固醇的原料,甾醇和其他药物复配的谷甾醇片有良好的降血脂及血清胆固醇作用。

日本已批准植物甾醇为调节因子的特定专用保健食品FOSH U的功能性添加剂。

美国FDA发布的健康公告称∶“植物甾醇phytosterol及酯、植物甾烷醇phytostanol及酯,能通过降低血中胆固醇水平而有助于减少冠心病的危险。

每天从膳食中摄入1.3g植物甾醇或3.4g植物甾烷醇能达到明显降低胆固醇的作用”。

在美国各种植物甾醇巳被批准为公认安全食品。

芬兰F orbes Medi2T ech公司推出的一种植物甾醇叫F orbes W ood Sterol,是从木材造纸副产品塔尔油(T all Oil)中提取,纯度达95%以上,为白色粉状结晶。

据该公司介绍.每天服用122g就有降低胆固醇的作用。

我国有丰富的植物甾醇资源,应能开发更多天然安全可靠调节血脂的功能性食品添加剂。

以上介绍的只是国际上较普遍的几个品种。

其实每个国家均有其自身的特有资源和一些特殊的功能添加剂。

我国地域广阔,北寒南热,有山有海,植物的种类丰富。

各地均有一些传统认为既是食用植物,又是防病抗病的健康食品,有待我们去研究其功能因子,开发具有中国特色的食用植物提取物,以极大地丰富我国的功能性添加剂的品种和市场。

基因营养学的研究进展殷铭俊1,陈执中2(1.华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室生物化学研究所,上海200337;2.复旦大学药学院,上海200032)Progress on studies of gene nutriologyYI N Ming2jun1,CHE N Zhi2zhong2(1.Biochemical Institute,State K ey Laboratory o f Bioreactor Engineer,Huadong Univer sity o f Science andTechnology,Shanghai200237;2.School o f Pharmacy,Fudan Univer sity,Shanghai,200032)摘　要:从基因概念的发展、基因的分子生物学定义、基因多态性,基因突变与损伤,基因营养学的目的以及根据基因制定食谱并举应用实例综述基因营养学的研究进展。

关键词:基因;基因突变与损伤;基因营养学 50多年前,1953年2月28日Watson和Crick发现了被称为“生命奥秘”DNA结构,4月25日在《自然》(Nature)杂志上发表了DNA双螺旋结构。

DNA 结构解释了遗传物质是如何复制和传递信息的。

DNA这种优雅神秘的双螺旋结构,引发的革命震动了生物学界和医学界。

1962年Watson和Crick共同获得了诺贝尔医学奖。

1990年启动了人类基因组计划(human genome project,HGP),在Watson和Crick发表双螺旋结构50周年早11天即2003年4月14日美国人类基因组研究项目首席科学家Collins隆重宣布人类基因组序列图绘制成功[1]。

在这前半年,2002年10月底另一项新的科学规划———国际人类基因组单倍型图谱计划(haplotypes map project,HapMap计划)正式开始实施。

人类基因组单倍型图谱被称为致病基因图谱[2]。

HGP的突破性进展和全面完成以及致病基因图谱计划的实施,促进了基因与疾病、基因的个体化治疗的研究,同时促进了健康新领域———基因营养学的发展。

1　基因1.1　基因概念的发展1909年丹麦学者Johson提出了基因(gene)一词。

1995年Benzer在研究快速溶菌破变型γⅡ的基因结构时,发现在一个基因内部的许多位点上可以发生突变,也可以发生交换,说明基因包括许多突变单位和许多重组单位。

20世纪70年代以后,由于许多重大技术的突破,对基因的认识又有了新的发展。

基因概念经历着从稳定到动态的重大突破,随着分子遗传学的发展,出现了基因新概念[3]。

1.2　基因的分子生物学定义基因指DNA分子中具有一定遗传效应的特定核苷酸序列,是合成专一多肽或RNA的蓝本。

所以,按照最近的分子生物学定义:基因是具有一定遗传学效应的编码一条多肽链或一个RNA分子所必需的所有DNA序列[4]。

1.3　基因多态性人类基因组是决定人类遗传性质、生理特性和健康的物质基础,是个体差异的遗传决定的因素。

按照已公布的人类基因组图谱,人与人之间99%的基因相同,仅存在1%的基因差异,遗传学家认为正是这种差异,导致了生命的多样性———不同的种族、肤色、相貌,对各类疾病甚至食品也有不同的敏感性。

这种差异即人类基因组中基因差异的一种形式是基因遗传标记,称为单核苷酸多态性(single nu2 cleotide polymorphism,SN P)。

在由30亿个碱基对构成人类基因组中,平均1000个碱基对中就有一个SN P,所以人类大约有300万个SN P[5]。

SN P的检测方法主要有:动态等位基因—特异杂交(dynamic allelespecific hybridization)[6],寡核苷酸阵列(oligonucleolide array)[7]及DNA芯片(DNA chip)又称基因芯片(gene chip)[8]等。

关于SN P的研究进展,王继鸣和陈执中已作了综述[9]。

2　基因突变与损伤一个基因的内部可以遗传的结构的改变称为基因突变或基因变异(gene mutation)。

2.1　基因突变的类型基因突变就是DNA碱基组成或序列改变。

根据基因结构的改变类型,可以分为点突变、碱基的插入突变和碱基丢失突变。

点突变是DNA分子中单个碱基的改变,一种碱基被另一种碱基取代。

同类碱基之间的取代,如腺嘌呤(adenine,A)被鸟嘌呤(guanine,G)取代,胞嘧啶(cytosine,C)被胸腺嘧啶(thymine,T)取代,这种取代称为转换(transition)。

不同种碱基间的取代如A被T或C取代,G被C或T取代,C被G或A取代,T被A或G取代,这类取代称颠换(tranver sion)。

碱基的插入突变是在DNA的某一位点插入一个或一个以上的碱基。

碱基丢失突变是在DNA的某一位点失去一个或一个以上的碱基。

2.2　基因的损伤基因损伤具有比基因突变范围更广的概念。

一切使DNA结构和功能发生改变的DNA变化,都称为DNA损伤,突变也是DNA损伤的一种。

除了上述的突变类型外,还包括:形成嘧啶二聚体、碱基修饰、碱基脱氨基、烷基化和脱碱基等的碱基损伤和DNA单链断裂或双链断裂[10]。

2.3　基因突变和损伤的检测在人类生活过程中,许多因素会引起基因突变或损伤,如紫外线、电离辐射、亚硝酸盐和亚硝胺、代谢产生的活性物质以及自发损伤或突变等。

而这些突变和损伤与疾病、营养、健康密切相关。

根据基因突变和损伤可以进行有关疾病的诊断和个体化药物治疗,也为营养学的发展提供了有力的依据,所以基因突变和损伤的检测对健康具有重要的意义。

Caruans和Heller以18聚合核苷酸的DNA探针用氧化还原聚合涂层微电极系统对过氧化氢酶标化的目标DNA以检测点突变[11]。

Fojta等应用高灵敏快速的电化学方法检测DNA的小损伤,取得了满意的结果[12]。

3　基因营养学及其应用基因营养学(gene nutriology)是2000年提出的一种新的营养学理论,是继基因药物之后源自人类基因组计划的个体化治疗的第二次浪潮。

2003年11月中旬国际基因营养学大会的召开更促进了基因营养学的发展。

3.1　基因营养学的目的基因营养学的目的不是改变用于消费的各种食品以提高它们的营养成分,而是在于食用那些食品,如何让基因更好地适应,这种理论能确定如何改变体内基因的作用和结构。

同时,如何根据每个人自己的基因特点制定食谱补充特定的营养成分,以弥补由于基因变异造成对健康的影响。

有的还可以防止某些基因突变或改变基因的活动情况,从而达到预防疾病、延缓衰老、促进健康的目的。

3.2　根据基因制定食谱基因营养学是在人体所必需营养的基础上根据每个人的基因情况来确定特定的不同营养。

2001年Dauncey等研究了营养2激素受体基因相互作用及其影响[13]。

Ye等利用含有4020个基因的DNA 芯片进行了研究以寻找营养相关的新基因,这些基因与许多细胞功能有关,包括碳的代谢和铁的摄入等[14]。

根据基因情况制定食谱以改善细胞功能,促进代谢和铁等的吸收。

肿瘤、动脉粥样硬化、糖尿病、肥胖以及老年痴呆症等与基因和营养密切相关,进行营养相关基因功能研究,通过基因检测技术阐明这些威胁人们健康的疾病发生发展的分子机制,提出基因与营养的联系,就可以制定出预防这类疾病和促进健康的营养食谱[13]。

牛奶是人所共知的营养食品,但有的人喝牛奶会肚子疼或腹泻,这主要是由于乳糖的消化问题。

1L牛奶中含有4%～5g乳糖。

乳糖的消化,首先在小肠中被乳糖酶(lactase)水解成葡萄糖和半乳糖后被吸收。

如果乳糖酶低(只有正常人的1/10)则乳糖不能被水解。

乳糖通过渗透作用吸收水引起腹泻。

到达结肠后,乳糖被细菌发酵成脂肪酸和肠造气体,从而产生令人不适的腹部气胀,此即所谓的乳糖不耐受性。

据报道,30%的斯堪的纳维亚人和近50%的法国成年人存在这种情况。

研究认为主要由于基因差异。

对于这些人群则应食用发酵的乳制品。

南加利福尼亚大学凯克医学院和洛杉矶加利福尼亚大学、格劳医学院的研究表明:一种基因的变体与动脉硬化有关。

研究人员在《新英格兰医学杂志》(Medical Journal o f New England)2004年1月号上发表文章指出:体内有52脂肪氧合酶(52lipoxygenase, ALOX5)变体的人患动脉硬化的风险较高。

动脉硬化是指胆固醇在动脉壁上积聚而致心脏病。

洛杉矶加利福尼亚大学动脉硬化研究的参加者中有5%体内出现这种ALOX5变体。

这种基因变体会因摄入ω26多不饱和脂肪酸而增强,但摄入含ω23多不饱和脂肪酸则可使其受到阻碍。

因此,对携带ALOX5变体的人应少食含有ω26多不饱和脂肪酸的肉类和植物油,多食用富含ω23不饱和脂肪酸的鱼类如鲑鱼。

还应适当补充含二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EP A)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DH A)的深海鱼油制剂和维生素E。

Poirier等对阿尔茨海默型老年痴呆(dementia o f Alzheimer type)又称阿尔茨海默病(Alzheimer’s dis2 ease,AD)患者的载脂蛋白E(apolipoprotein,E,apoE)等位基因进行了研究。