营养基因组学的发展历程
近年来基因组学、生物信息学和生物技术的巨大进步，为营养学领域研究饮食与基因的相互作用创造了有利条件。营养基因组学也应运而生。虽然一些营养学家已经讨论和预测了这一新学科可能的研究、应用和对人类健康的潜在影响；但目前国际上对营养基因组学没有明确的定义。一些专家认为，营养基因组学不应被视为营养学的一个分支，而是一门边缘学科。这个词涵盖了营养的全部，是具有新内涵的未来营养。营养基因组学将触及营养研究的各个领域，它与传统营养学的区别在于，它的研究将充分结合和利用遗传学领域不断扩展的知识和技术。营养基因组学的一个显著特点是一系列基因组技术和生物信息学在营养研究中的广泛应用，可以监测大量的分子表达和基因变异。可以说，没有这些强大的“全球性”生物检测技术和生物统计学、大规模数据处理等信息学方法结合最先进的计算机技术的支持，营养基因组学不可能成为一门真正意义上的学科。营养基因组学的研究将集中在整个生物体、整个系统或整个生物功能的分子水平上的途径的谱图变化，而不是单个或几个孤立的生物标志物的变化。简单来说，营养基因组学将主要在分子水平和人群水平研究膳食营养与基因的相互作用及其对人类健康的影响；我们将致力于建立基于个体基因组结构特征的膳食干预方法和营养保健措施，提出更加个性化的营养政策，使营养研究的成果更有效地应用于疾病的预防，达到促进人类健康的目的。
在近年来迅速发展的基因组生物技术中，一种可以在分子水平上监测细胞轮廓的技术最为引人注目。其中包括以DNA微阵列为代表的检测RNA表达的转录组学技术，以二维多烯凝胶电泳和质谱为代表的检测蛋白质分子的蛋白质组学技术等等。为了进一步了解硒抑制肿瘤发生的可能机制，Rao等人利用代表6347个小鼠基因的Affymetrix高密度寡核苷酸阵列检测了低硒饮食喂养的C57BI/6J小鼠小肠中的基因表达水平。与富硒饮食对照组相比，在所有测试的基因中，84个基因的表达量增加了两倍以上，48个基因的表达量减少了四分之三。其中，由DNA损伤/氧化诱导的基因，如GADD34和GADD45，以及细胞增殖基因增加。但有些硒蛋白基因和解毒酶，如谷胱甘肽过氧化物酶(GPX1)、P4503A1、B2B9等。，表达减少。结果表明，硒的营养状况可能影响与肿瘤发生相关的多种途径。
营养基因组学的一个重要应用领域是促进保健食品的开发和应用。首先，基因组学的发展将提高利用基因工程方法，如DNA重组技术改造食物，特别是植物性食物的能力。天然食品中一些具有防病功能的生物活性成分含量很低。转基因食品往往可以大大增加这些成分的含量。例如，番茄中的番茄红素是一种强抗氧化剂，能抑制活性氧引起的脂质过氧化、DNA损伤和肝脏坏死。因此，番茄红素可能具有预防肿瘤，尤其是前列腺癌的作用。然而，仅从饮食中摄取的番茄红素的量可能不足以产生这种肿瘤预防效果。一种有效的方法是通过基因工程提高番茄中番茄红素的含量。毫无疑问，基因组知识的快速增加将大大提高我们改造食物的能力。此外，基因组技术的应用将促进食品中具有保健功能的生物活性成分的筛选。目前，许多国家开展了许多项目，利用功能基因组学技术筛选食品中的活性成分，以应用于疾病预防。一个例子是欧盟资助的结肠直肠肿瘤功能性食品的筛选。本研究采用多种功能基因组学技术检测大肠癌相关基因，如蛋白质组学技术，可以检测几乎所有的蛋白质表达。高效的基因组技术使研究人员能够有效地发现新的生物标志物，这些标志物可以被食品中的生物活性成分所调控，并在疾病的病理过程中发挥重要作用。这些分子生物标志物比传统的生化标志物更加敏感和特异。这一特性对于保健食品的研究尤为重要。因为保健食品不同于药品，食品中的生物活性物质对身体的影响往往是微弱的。因此，传统的生化指标可能无法反映这种微弱的变化。