食品和营养的表观遗传观点和展望_庞广昌概述.pdf

※专家约稿 食品科学 2011, Vol. 32, No. 17 1 食品和营养的表观遗传观点和展望 庞广昌，陈庆森，胡志和，解军波 (天津市食品生物技术重点实验室，天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津 300 134) 摘 要：生物活性食品成分和营养可以改变表观遗传现象，例如DNA 甲基化和组蛋白修饰，因此通过对相关的关 键性基因的表达修饰，可以控制其生理、病理、胚胎发育、老化和癌症形成。显然，营养和功能性食品可能可 以直接抑制或者激活催化D N A 甲基化的酶，或者通过组蛋白修饰作用，从而影响表观遗传表现型。从这个意义 上说，食品和营养的表观遗传作用可以作为一个防止过度营养、代谢疾病和癌症的有吸引力的手段。近年来，表 观遗传学已经成为广泛流行的现代文明病，如2 型糖尿病、肥胖病、炎症和神经紊乱等的新兴研究领域。功能性 食品或者营养成分对表现型和疾病状态的作用不仅是一个个体的问题，它可以成功地传递到后代，也就是传代遗传 作用。像营养滋补品或毒性成分等主要环境因子都可能作为内分泌的干扰者，它们虽不能促进遗传突变，或改变 DNA 序列，但是这些因子的确可以改变表观基因组。生殖细胞的表观遗传突变可以永久地改变生命活动程序，因 而可以进行表观表现型的遗传传代。不幸的是，目前我们对食品和营养的表观遗传学的了解还很有限，对其表观 遗传传代机制尚不清楚。本文将就食品的功能性因子如何促进表现型传代和疾病的表观遗传学研究进行综述，同时 提出一个新的假说，亦即：功能性食品和机体之间通过细胞通讯网络互作；接下来机体和生殖细胞通过细胞通讯 网络互作，从而实现食品通过改变机体表观遗传表现型，机体表现型再通过改变生殖细胞DNA 和组蛋白修饰进行 传代。进一步的研究需要扩大可利用的资源，通过进一步弄清营养和功能性成分的表观遗传作用机制，为改善我 们健康状况，避免疾病的发生提供科学依据。 关键词：假说；食品营养；表观遗传学；表观基因组学；遗传传代 Overview and Prospect of Food and Nutritional Epigenetics PANG Guan g-chang ，CHEN Qing-sen ，HU Zhi-he ，XIE Jun-bo (Tianj in Key Laboratory of Food Biotechnology, College of Biotechnology and Food Science, Tianj in University of Commerce, Tianj in 300 134, China) Abstract: Bioactive components and nutrients in foods can change epigenetic phenomena such as DNA methylation and histone modification . Therefore, the expression of critical genes associated with phy siological and pathological processes can control embryonic development, aging and carcinogenesis. It appears that nutrients and function foods can influence epigenetic pheno- type either by directly inhibiting or activating enzymes for DNA methylation or histone modifications. In this regard, food and nutritional epigenetics has been