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1 营养基因组学的简介及概论：在Ⅱ型糖尿病中的应用及国际营养基因组学&Jim Kaput1

1.1 引言2

1.2 认识Ⅱ型糖尿病：Ⅱ型糖尿病的最新观点和治疗方案3

1.3 认识Ⅱ型糖尿病：受孕之前5

1.4 认识Ⅱ型糖尿病：遗传复杂性8

1.5 认识Ⅱ型糖尿病：人类数量性状位点9

1.6 认识Ⅱ型糖尿病：出生之前14

1.7 认识Ⅱ型糖尿病：代谢物组学15

1.8 认识Ⅱ型糖尿病：环境的影响18

1.9 认识Ⅱ型糖尿病：环境因素比饮食的影响更重要19

1.10 认识Ⅱ型糖尿病：数据捕获和分析21

1.11 生物信息学和生物计算法21

1.12 将科学转化为实践22

1.13 科研伦理学和遗传隐私25

1.14 健康差异25

1.15 国家政策和国际政策26

1.16 结论28

致谢28

参考文献28

2 追求最理想的饮食：研究进展报告&Walter C．Willett38

2.1 引言38

2.2 确定最理想膳食所要考虑的因素38

2.3 膳食脂肪和特殊脂肪酸39

2.4 碳水化合物42

2.5 蛋白质43

2.6 蔬菜和水果44

2.7 钙离子和乳制品44

2.8 盐和加工后的肉类45

2.9 酒精45

2.10 维生素和矿物质补充剂46

2.11 理想膳食和生活方式改变的潜在影响48

2.12 结论48

致谢49

参考文献50

3 基因环境相互作用：界定作用的范围&Jose M．Ordovas，Dolores Corella59

3.1 引言59

3.2 遗传变异61

3.3 如何检测基因变异性63

3.4 分析什么64

3.5 环境因素65

3.6 基因—环境交互作用：聚集于饮食68

3.7 常见遗传变异和基因—膳食交互作用调节血浆脂蛋白浓度70

3.8 基因—微生物交互作用73

3.9 微生物组（微生物群）76

3.10 结论76

致谢77

参考文献77

4 代谢组学：将营养基因组学引入到个体化的健康评估操作中&J．Bruce German，Cora．J．Dillard，S．Luke Hillyard，Matthew C．Lange，Jennifer T．Smilowitz，Robert E．Ward，Angela M．Zivkovic87

4.1 引言87

4.2 食物和健康的机遇88

4.3 营养基因组学89

4.4 代谢组学89

4.5 基因组学92

4.6 代谢组组成和注释96

4.7 生物信息学：从基因组学和代谢组学到健康评估的知识管理100

4.8 总结102

参考文献103

5 表型的遗传和分子缓冲&John L．Hartman Ⅳ106

5.1 引言106

5.2 缓冲的一些实例109

5.3 遗传缓冲分析的实验性概念118

5.4 基因交互作用全面分析的实验性平台121

5.5 结论127

致谢128

参考文献128

6 基因—基因的上位性与基因—环境的交互作用对糖尿病和肥胖的影响&Sally Chiu，Adam L．Diament，Janis S．Fisler，Craig H．Warden134

6.1 基因—基因和基因—环境的相互作用134

6.2 肥胖和糖尿病中的基因上位性与基因—环境交互作用135

6.3 用动物模型来探究基因的交互作用137

6.4 肥胖和糖尿病的基因—基因交互作用139

6.5 肥胖和糖尿病的膳食脂肪摄入140

6.6 母体效应145

6.7 未来的研究方向和总结145

参考文献146

7 营养素与基因表达&Gertrud U．Schuster151

7.1 引言151

7.2 固醇调节元件结合蛋白和糖类应答元件结合蛋白：饮食中的脂质和葡萄糖影响转录因子152

7.3 核受体的超家族154

7.4 核受体：结构和功能154

7.5 核受体作为代谢传感器157

7.6 维生素163

7.7 植物雌激素：营养素模仿雌激素164

7.8 多态性166

7.9 小结169

致谢169

参考文献169

8 绿茶多酚与癌症预防&Shangqin Guo，Gail Sonenshein176

8.1 引言176

8.2 绿茶和癌症流行病学177

8.3 动物模型179

8.4 绿茶的作用机制：分子信号通路和基因靶向182

8.5 临床研究和联合治疗中茶的应用前景191

8.6 发展方向和总结192

致谢192

参考文献192

9 寿命调节和热量限制的分子机制&Su-Ju Lin206

9.1 引言206

9.2 一个保守的长寿基因——Sir2206

9.3 热量限制的分子机制207

9.4 NAD/NADH比例在老化和人类疾病中的作用209

9.5 可能的CR模拟物——调节Sir2活性的小分子210

9.6 哺乳动物中Sir2蛋白的分子靶标211

9.7 一种可能的保守寿命调节途径212

9.8 营养基因组的应用213

参考文献213

10 母体营养：营养和表达控制&Craig A．Cooney218

10.1 引言218

10.2 甲基代谢218

10.3 DNA甲基化、表观遗传学和印记221

10.4 内源性逆转录病毒和基因组完整性222

10.5 表观遗传和营养能极大地调节遗传素质223

10.6 表观遗传调节的黄色小鼠模型225

10.7 小鼠中母体效应的多样性232

10.8 母体效应导致糖尿病的的大鼠模型232

10.9 记忆与老化的母体效应234

10.10 狐狸身上的表观遗传效应236

10.11 与人类生殖相关的表观遗传效应237

10.12 可能影响早期发育和表观遗传的营养素和化合物239

10.13 结论241

致谢241

参考文献242

11 大豆肽和化学预防基因在前列腺上皮细胞的相互作用为例来阐明营养素—基因的相互作用&Mark Jesus M．Magbanua，Kevin Dawson，Liping Huang，Wasyl Malyj，Jeff Gregg，Alfredo Galvez和Raymond L．Rodriguez253

11.1 引言253

11.2 露那辛的结构和功能254

11.3 露那辛对前列腺癌的治疗作用及对基因表达谱的影响257

11.4 露那辛诱导的基因表达谱257

11.5 凋亡基因257

11.6 抑制细胞增殖的基因265

11.7 有丝分裂检查点基因266

11.8 蛋白质降解过程中包含的基因267

11.9 间隙连接蛋白的连接蛋白43基因267

11.10 用RT-PCR技术验证目标物267

11.11 结论268

致谢270

参考文献271

12 老化过程中酶丧失与辅酶和底物的亲和力（Km值增加）：一种补救措施&Bruce N．Ames，Jung H．Suh，Jiankang Liu276

12.1 引言276

12.2 通过摄入大量B族维生素，补救与辅酶亲和力弱（Km）的多种酶276

12.3 伴随老化出现的线粒体蛋白质变构277

12.4 随着年龄增长非线粒体酶变构284

12.5 结论286

致谢287

参考文献287

13 饮食及遗传因素对致动脉粥样硬化的血脂异常的影响&Ronald M．Krauss，Patty W．Siri293

13.1 引言293

13.2 LDL呈现一个不均匀的粒子群293

13.3 基因与环境对LDL子类的影响295

13.4 结论299

参考文献299

14 癌症预防研究中的染料木素和多酚：化学、生物学、统计学和实验设计&Stephen Barnes，David B．Allison，Grier P．Page，Mark Carpenter，Gary L．Gadbury，Sreelatha，Meleth，Pamela Horn-Ross，Helen Kim，Coral A．Lamartinere303

14.1 引言303

14.2 饮食和癌症303

14.3 多酚类化合物的化学性质304

14.4 多酚类化合物的吸收、分布、代谢和排泄305

14.5 多酚类化合物和癌症预防307

14.6 多酚类化合物作用机制307

14.7 多酚类化合物使用时间的重要性308

14.8 导致癌症事件的评估方法：低维法309

14.9 高维法的统计推断310

14.10 高维系统和假发现率的重要性311

14.11 DNA芯片分析：基因表达的高维系统研究311

14.12 蛋白组学分析：一个更大的挑战312

14.13 DNA生物芯片和蛋白组学分析中倍性变化的统计学问题313

14.14 DNA生物芯片和蛋白组学分析实验设计314

14.15 设计315

14.16 高维分析中电脑的作用318

致谢320

参考文献320

15 对熟食中杂环胺的易感性：UDP-葡糖醛酸转移酶的作用&Michael A．Malfatti，James S．Felton327

15.1 引言327

15.2 遗传易感性327

15.3 UDP-葡糖醛酸转移酶328

15.4 UDP-葡糖醛酸转移酶的生物化学328

15.5 UDP-葡糖醛酸转移酶基因结构329

15.6 底物的特异性和选择性330

15.7 UDP-葡糖醛酸转移酶的组织分布330

15.8 基因调控331

15.9 遗传变异332

15.10 UDP-葡糖醛酸转移酶与癌症易感性333

15.11 食物中的杂环胺类致癌物334

15.12 PhIP的致癌性335

15.13 PhIP的代谢336

15.14 UDP-葡糖醛酸转移酶和PhIP易感性338

15.15 结论338

致谢340

参考文献340

16 信息学和生物信息学：营养基因组学生物库的基础&Warren A．Kibbe348

16.1 引言348

16.2 下一代生物库350

16.3 本章针对的读者352

16.4 假设、病例以及标准设计352

16.5 管控和政策环境354

16.6 HIPAA——1996年健康保险便携及义务条例354

16.7 GMPs，GLPs，GCPs356

16.8 生物库的资金来源356

16.9 临床实验生物库356

16.10 数据标准／语义互通性357

16.11 其他标准体系：CDISC358

16.12 信息平台构架359

16.13 系统架构360

16.14 临床试验／病人身份管理与基因型／表现型数据库之间的分离361

16.15 数据库构架／数据模型362

16.16 设计实现363

16.17 结论366

参考文献367

17 营养基因组学中的生物计算和复杂数据集分析&Kevin Dawson，Raymond L．Rodriguez，Wayne Chris Hawkes，Wasyl Malyj369

17.1 引言369

17.2 营养基因组学：高通量生物学的一部分370

17.3 基因表达分析372

17.4 蛋白质组学和代谢组学数据373

17.5 营养基因组中复杂性的来源373

17.6 营养基因组学数据集375

17.7 基因表达实验中的复杂性水平377

17.8 降维方法378

17.9 病例研究（一个膳食干预的芯片实验）385

17.10 结论391

致谢391

参考文献391

18 文化谦逊：营养基因组学对健康专业教育的贡献&Melanie Tervalon，Erik Fernandez395

18.1 引言395

18.2 文化谦逊396

18.3 摘要399

18.4 目的和目标：课程内容401

18.5 目的和目标：课程设计401

18.6 课程结构和内容：讲学、小组讨论和录像教学402

18.7 教学人员404

18.8 评价404

18.9 结论405

致谢405

参考文献406

19 营养素与规范：营养基因组学的伦理问题&David Castle，Cheryl Cline，Abdallah S．Daar，Charoula Tsamis，Peter A．Singer409

19.1 未雨绸缪的伦理规范和营养基因组学409

19.2 营养基因组学可获得健康益处的宣示411

19.3 营养基因组学信息的管理413

19.4 提供营养基因组学信息服务的方法416

19.5 营养基因产品419

19.6 获取营养基因组学服务的途径420

19.7 总结423

参考文献423

术语表425