栄養研究の質は、研究課題、実験デザイン、統計力、実験食の組成に大きく依存します。 モデル生物における栄養研究の大部分は、マウスやラットなどの実験用げっ歯類で実施されてきた。 エネルギー、脂質、脂肪酸、炭水化物、タンパク質、アミノ酸のほか、ビタミン、ミネラル、微量元素など、齧歯類の栄養所要量は比較的よく確立されている。
ショウジョウバエは、遺伝学、発生学、老化、その他の生物医学研究の分野で、長期間にわたって堅牢なモデル生物として広く使用されてきた。 最近になって、実験栄養学者がショウジョウバエを食品と栄養の研究における汎用性の高いモデル生物として考慮し始めた 。 したがって、ハエの食事要求量が実験用げっ歯類と同じ程度にはまだ微調整されていないことは驚くにはあたらない。 このレビューでは、ショウジョウバエの研究で使用されている様々な飼料（化学的に定義された飼料の予備的な状態を含む）を批判的に調査している。 さらに、ショウジョウバエを食餌-疾患相互作用研究の有望なモデル生物として実施するためには、標準化された食餌が必要であることを指摘する。
Drosophila researchにおける実験食
Drosophila dietは、しばしば酵母、トウモロコシ、スクロースおよび寒天をベースとして処方される。 しかし、栄養組成はこれらのレシピの間で大幅に異なる場合がある。 さらに、時には、グルコース、大麦、大豆、ペプトン、バナナなどの他の成分が使用されることもある。 また、安定性と保存性を高めるための防腐剤についても、レシピによって異なる場合があります。 p-ヒドロキシ安息香酸メチル（ニパジン）とプロピオン酸の両方を含むものが多いが、どちらか一方のみを使用するものや、ペニシリン・ストラプトマイシンなどの抗生物質やリン酸・プロピオン酸混合物を添加するものもある。 さらに、D. melanogasterでは、糖尿病や肥満の表現型を誘導するために、いわゆる高脂肪食や高糖質食も適用されている。 しかし、高脂肪食や高糖質食の構成は十分に定義されていないため、異なる研究や研究室間でのデータの比較は困難である。 例えば、ある研究では、肥満の表現型を誘導するためにラード（通常15％）が使用されているが、他の研究では、ココナッツオイル（約20〜30％）が投与されている。 この点で、これら2つの主要な脂肪源はその組成が大きく異なるだけでなく、異なるラードとココナッツオイルのバッチ間でも関連する変化が観察されることが注目される。 ラードは、約40%の飽和脂肪酸、45%の一価不飽和脂肪酸、15%の多価不飽和脂肪酸からなり、3つの主要な脂肪酸はパルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸である。 一方、ココナッツオイルは飽和脂肪酸が約90%を占め、一価不飽和脂肪酸と多価不飽和脂肪酸はそれぞれ約6%と2%に過ぎない。 また、ラウリン酸、ミリスチン酸、カプリン酸、カプリル酸を多く含むことが特徴で、ラードとは大きく異なる。
したがって、高糖質食は、グルコース、フルクトース、スクロースのいずれかの量が変動するため、実験室間の比較は複雑である。 さらに、モデル生物の寿命や健康状態に影響を与えることが知られているエネルギー制限のプロトコルは、D. melanogasterの実験研究においてまだ標準化されていない。 例えば、食餌制限に焦点を当てたハエの研究の大部分では、タンパク質／アミノ酸の制限は酵母の減少によって引き起こされており、ほとんどのショウジョウバエの食餌では酵母が他の重要な栄養素の唯一の供給源であるという事実は無視されている。 また、食餌組成の違いも、D. melanogaster の寿命や健康寿命に対するエネルギー制限模倣の効果に大きなばらつきがある一因かもしれない。 複雑な食餌の限界を克服するために、ミバエのための半定義または完全定義培地を作る様々な試みがなされてきた . Piperらは、D. melanogasterのためのホリディック食を確立した。 このホリディック食は、エネルギー、マクロ栄養素、微量栄養素の組成が完全に定義されている。 最も重要なことは、化学的に定義された半合成飼料はショウジョウバエの発生を支えているが、複雑な飼料と比較して、成功率が著しく低下し、発生時間が大幅に延長することが特徴であることである。 さらに、ホリディック培地で飼育したハエの繁殖力は、複合培地と比較してかなり低下している。 同様の制限は、他の半定義または完全定義飼料でも報告されている 。 このように、ホリディック飼料は、複雑な飼料に含まれる未知の栄養素を欠いている可能性がある。 したがって、D. melanogasterの脂肪酸、ビタミン、微量元素の正確な必要量に言及した研究はごくわずかである。 そのため、ホリディック食の栄養価を向上させるための今後の研究が必要である。
Drosophila phenotyping and diet-disease interactions
D. melanogasterは食事要因に対しても包括的に表現型を変化させることができる。 栄養学的な観点からは、食物摂取量、食物選択、体組成、エネルギー消費量、微生物叢組成が重要な指標となる． これらの情報はさらに、運動活性や睡眠、認知、ストレスや感染反応、寿命、生殖能力など、実験環境によっては他の機能アッセイによって補完される … 図1
The fly clinic.にまとめたように、実験用マウスと同様に、ミバエにも包括的な表現型解析プラットフォームが用意されている。 Drosophila melanogasterの包括的な表現型は、食事と病気の相互作用を研究するために病気に関連したショウジョウバエのモデルを使用するフライクリニックの基礎を形成する
D. melanogasterでは、病気に関連したモデルでの研究を行うことも可能である。 そのため、ヒトの慢性疾患に部分的に類似した、さまざまな変異体やトランスジェニックモデルが利用可能です。 実際、D. melanogasterは、脳機能（Aβやタウの病理、パーキンソン病、ハンチントン病）、呼吸機能（喘息、慢性閉塞性肺疾患（COPD））、運動機能（筋ジストロフィー、アミロイド性側索硬化症）、腎機能（腎石症）、腸疾患、糖尿病、心機能（心筋症）、精神疾患（ADHD、アルコール、その他の依存症）に関する病態研究に利用されてきた。
これらの複雑で、しばしば多因子疾患を研究するために、ミバエでは、まさに疾患の性質に応じて2つの異なるアプローチが適用されます。 (i) 通常ハエには存在しない主要な病原性タンパク質を研究するために、異種遺伝子導入 D. melanogaster モデルが採用されます。 例えば、ヒトアルツハイマー病遺伝子（アミロイド前駆体タンパク質、A-βペプチド、タウタンパク質など）、ヒトパーキンソン病遺伝子（α-シヌクレイン、パーキン）、ポリQ病遺伝子などをハエに発現させた神経変性モデルなどがその典型例である。 これらの動物は、生物学的効果および疾患プロセスに関与する経路を評価するための解析に成功している。 (ii) ホモログ/アナロジーのあるハエの疾患モデルは、ハエとヒトの両方に存在する進化的に保存された疾患遺伝子を研究するために使用されます。 ヒトの疾患遺伝子の約3分の2は、ハエに機能的なホモログがあると言われています。 機能的なハエのホモログを用いた第二のタイプのショウジョウバエモデルの特徴的な例は、肺疾患研究の分野に見られる。 喘息などの複雑な肺疾患の感受性遺伝子の多くは、ハエのホモログを持っており、この方法を用いて喘息感受性遺伝子 ORMDL3 の機能的役割を明らかにすることができました。 このようなハエのモデルは、ある疾患の基礎となる遺伝的・細胞的プロセスに関する新しい情報を解明するのに役立つが、通常、上記の複雑で多因子にわたるヒト疾患の特定の側面しかモデル化できないことをここで強調したい。
疾患模倣ショウジョウバエモデルには、食事と疾患の相互作用を明らかにするために異なる食事レジメンが適用される場合がある。 このような研究の最終的な目標は、疾患プロセスを緩和または促進する栄養素または食事レジメンを同定することである。 食事と疾病の相互作用はすでに限られた数のハエ研究で研究されている。 特にパーキンソン病モデルは、栄養素や食事に基づいた新しい治療法を特定するために採用されている。 特に、アスコルビン酸、ポリフェノール、アリルジスルフィド、スルフォラファンなどの食事因子や食事性亜鉛が、いくつかの異なるパーキンソン病モデルでプラスの効果を持つことが実証されている 。 その他の例としては、高糖質または高脂肪食が心臓の健康に与える影響に関する研究があります。 ハエの心臓の生理機能を制御するシグナル伝達および代謝経路は、ヒトの心臓と驚くほど高度に保存されています。 それゆえ、それぞれのショウジョウバエ遺伝子の変異体や導入遺伝子を用いて、チャネル異常症や心筋症が調べられてきた。 メタボリックシンドロームが心筋症の発症を増加させるというヒトで見られる状況と同様に、高糖または高脂肪食は、ハエの心臓の不整脈や劣化を増加させることが判明した。 このように、包括的な表現型解析プラットフォームと疾患関連ショウジョウバエモデル（食事要因に対応）を組み合わせることで、いわゆるフライクリニックを確立するための基盤が構築されます（図1）。 しかし、ショウジョウバエの疾患関連モデルには利点と限界があることを心に留めておく必要がある。 したがって、ショウジョウバエでの研究は、最終的には哺乳類を含む生物学的複雑性を増す他の生物で検証されるべきものである
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