Gene-environment Interactions pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Costa, Lucio G. (EDT)/ Eaton, David L. (EDT)

出品人:

页数:558

译者:

出版时间:2006-3

价格:810.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9780471467816

丛书系列:

图书标签:

基因环境互作
行为遗传学
表观遗传学
发展心理学
心理学
遗传学
环境因素
生物学
健康
疾病风险

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具体描述

Understanding the play between heredity and environment, and relating it to disease causation, is the task of ecogenetics. Gene-Environment Interactions: Fundamentals of Ecogenetics presents the first comprehensive survey of this discipline, reflecting its relationship with toxicology, epidemiology, pharmacology, public health, and other medical and biological fields. Divided into four sections, the text elucidates key basic and advanced topics: Section 1 covers fundamentals, including the history of the discipline, a discussion of the molecular laboratory tools currently available to assess genotypes, using such measurements in molecular epidemiology studies, and the statistical issues involved in their analysis. Section 2 focuses on a number of key genetic polymorphisms relevant for ecogenetics, including enzymes of phase I and phase II metabolism, enzymes involved in DNA repair, as well as receptors and ion channels. This highlights characteristics of selected, widely studied genotypic/phenotypic differences, and allows discussion of how given genetic variations can influence responses to exogenous chemicals. Section 3 examines gene-environment interactions through a disease-based approach, addressing how genetic polymorphisms can influence susceptibility to various diseases. Chapters cover important disease conditions such as various types of cancer, neurodegenerative diseases, cardiovascular disease, chronic pulmonary diseases, infectious diseases, diabetes, and obesity. The final section discusses the ethical, legal, and social issues that arise when investigating and evaluating genetic polymorphisms in human populations, as well as the impact of ecogenetics on risk assessment, regulatory policies, and medicine and public health. Packed with clear examples illustrating concepts, as well as numerous tables and figures, Gene-Environment Interactions: Fundamentals of Ecogenetics is a unique resource for a wide range of physicians, students, and other specialists.

基因与环境的交织：重塑生命蓝图的动态过程引言：生命复杂性的核心驱动力生命现象的复杂性，是生物学领域经久不衰的研究主题。长期以来，我们倾向于将生物性状的形成归因于单一的决定因素——要么是内在的遗传禀赋（Nature），要么是外在的环境影响（Nurture）。然而，现代科学的证据清晰地表明，这种二元对立的视角已无法解释生命体演化、发育与适应的全部图景。真正的答案深植于基因型（Genotype）与环境因素（Environment）之间那永无止境的、动态的相互作用之中。本书将带领读者深入探索“基因-环境相互作用”（Gene-Environment Interactions，简称为GxE）这一前沿而关键的领域。我们将超越简单的加法模型，揭示环境如何调节基因的表达、修饰蛋白质的功能，以及这些交互作用如何共同塑造个体的表型（Phenotype），涵盖从微观的分子机制到宏观的种群适应。第一部分：理论基石与概念辨析第一章：从决定论到交互作用：范式转变的历程本章追溯了遗传学和生态学思想的演变。我们将回顾孟德尔遗传学的早期模型，对比经典遗传学中对“可遗传度”（Heritability）的定义，并阐述为何简单遗传度估计无法完全解释复杂的性状，例如身高、智力或慢性疾病的易感性。重点在于引入“反应域”（Reaction Range）的概念，即单个基因型在不同环境下可能表现出的不同表型范围，为后续的交互作用分析奠定理论基础。第二章：界定环境的广度与深度在GxE的研究中，“环境”的定义至关重要，且远超传统意义上的“外部世界”。本章将对环境进行多层次的剖析：宏观环境：气候、地理位置、社会经济地位（SES）以及文化背景等。微观环境：饮食摄入、暴露的毒素、压力水平、微生物组（Microbiome）的组成等。内环境（组织环境）：细胞因子水平、激素环境、母体内环境（产前暴露）等。我们将探讨如何量化这些异质性的环境因素，并将其转化为可用于统计建模的变量。第三章：交互作用的数学与统计建模精确识别GxE需要严谨的统计工具。本章详细介绍了用于检测交互作用的统计模型，包括乘法交互项的引入、分层分析（Stratified Analysis）以及更复杂的结构方程模型（SEM）。此外，我们将讨论异质性在GxE研究中的挑战，例如如何区分是基因与环境的“相加作用”（Additive Effect）还是真正的“乘积交互作用”（Multiplicative Interaction）。第二部分：分子机制：调控的精妙网络第四章：表观遗传学：环境信息写入基因组的桥梁表观遗传修饰（Epigenetic Modifications）是基因与环境相互作用最直接的分子体现。本章聚焦于： DNA 甲基化：探讨环境压力（如营养缺乏或早期创伤）如何通过改变特定基因启动子区域的甲基化状态，实现对基因沉默或激活的长期调控。组蛋白修饰：剖析乙酰化、甲基化等修饰如何影响染色质的可及性，从而影响转录因子与DNA的结合效率。非编码 RNA (ncRNA)：特别是微小RNA（miRNA）在环境信号转导通路中的作用，它们如何在细胞间和组织间传递环境信息。第五章：信号转导与基因表达的动态调控环境因子并非直接作用于DNA，而是通过细胞内的信号通路网络进行“翻译”。本章分析了几个关键的信号通路，如NF-$kappa$B通路（应对炎症和压力）和Wnt/$eta$-catenin通路（参与发育和修复），阐述特定基因多态性（SNPs）如何使个体对这些信号的响应强度产生差异。例如，某些基因变异可能导致压力激素受体敏感性降低，从而使携带该变异的个体在面对高压力环境时，其皮质醇反应模式与环境“不敏感”者截然不同。第六章：蛋白质功能与代谢路径的适应性重塑基因型不仅决定了蛋白质的结构，环境还会影响蛋白质的折叠、稳定性以及与其他分子的结合效率。本章探讨了代谢酶基因的多态性（如细胞色素P450酶系），这些多态性决定了个体对药物、毒素或特定食物成分的代谢速度。环境中的暴露剂量与个体代谢能力的交互作用，直接影响了毒副作用的发生率和药物疗效的个体差异。第三部分：表型后果：从发育到疾病易感性第七章：发育轨迹的塑性：早期生活的关键窗口早期环境（特别是胚胎期和童年期）对生命轨迹的影响具有持久性，这与基因的“发育可塑性”密切相关。本章详细介绍了“发育起源学说”（Developmental Origins of Health and Disease, DOHaD），强调了产前营养不良、母体压力或暴露于内分泌干扰物如何与胎儿基因组的特定区域发生交互作用，从而奠定成年期代谢综合征、心血管疾病乃至精神疾病的终身风险。第八章：复杂疾病的异质性：精神健康与神经退行性疾病精神疾病的遗传基础一直备受关注，但GxE研究揭示了更细致的图景。例如，针对创伤后应激障碍（PTSD）的研究表明，携带特定5-羟色胺转运体基因（5-HTTLPR）多态性的个体，在经历童年虐待（环境风险）后，其抑郁或焦虑的风险会显著高于环境风险相似但携带不同基因型的个体。本章将分析GxE在抑郁症、精神分裂症和阿尔茨海默病等复杂疾病中的具体体现。第九章：进化适应与群体动态：GxE在种群层面的意义超越个体层面，GxE互动也驱动着生物群体的进化。本章探讨了环境压力（如迁移到新地理区域或新的病原体出现）如何选择有利于特定基因型-环境组合的个体，从而改变种群的等位基因频率。我们将讨论现代农业、城市化和全球气候变化等快速演变的环境因素，如何与人类基因库的“陈旧”变异产生新的、有时是负面的交互作用，影响人类的健康适应能力。第四部分：研究前沿与未来展望第十章：多组学整合与大数据挑战现代技术，如全基因组关联研究（GWAS）、全基因组重测序以及多组学（基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学）的兴起，为GxE研究提供了前所未有的数据量。本章讨论了如何利用机器学习和深度学习方法来处理和整合海量、高维度的数据集，以期发现那些在传统统计方法下难以察觉的微弱但重要的交互作用。第十一章：精准干预与个性化健康理解GxE的最终目标是实现更精准的健康管理和疾病预防。本章探讨了如何利用个体的基因型信息，结合实时的环境监测数据，来制定个性化的风险预测模型和干预策略。这包括为携带高风险基因型的个体提供更严格的环境暴露限制，或通过环境改变（如特定的饮食、运动方案）来“抵消”或“优化”潜在的遗传风险。结论：超越生物学限制的整合科学基因-环境相互作用的研究范式，要求我们彻底抛弃单一的“决定论”视角。生命是个体与其所处世界的持续对话，基因提供了剧本的框架，而环境则在每一幕中即兴发挥、修改和完善着表演。本书旨在提供一个全面的框架，将分子生物学、统计遗传学、流行病学和生态学的知识熔于一炉，以期更全面、更精细地理解生命的多样性和适应性。我们期待未来的研究能够更深入地揭示这些交织的机制，最终服务于提升人类健康与福祉的目标。