Ciliary Function in Mammalian Development pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Yoder, Bradley 编

出品人:

页数:488

译者:

出版时间:2008-12

价格:$ 209.05

装帧:

isbn号码:9780123744531

丛书系列:

图书标签:

• Cilia
• Developmental Biology
• Mammalian Biology
• Cell Biology
• Genetics
• Molecular Biology
• Signal Transduction
• Embryology
• Organogenesis
• Disease Modeling

纤毛在哺乳动物发育中的奥秘：从基础到前沿 纤毛，这些看似微小且普遍存在的细胞附属物，在哺乳动物的生命起源和发育过程中扮演着至关重要的角色。它们曾被认为是静止的、装饰性的细胞结构，但随着科学研究的深入，我们逐渐认识到纤毛实际上是高度动态的、能够感知和响应环境信号的“天线”。本书旨在深入探讨纤毛在哺乳动物发育各个阶段的非凡功能，揭示其调控发育程序的精妙机制，并阐明与纤毛功能障碍相关的重大疾病。 第一部分：纤毛的结构、形成与动态调控 本书首先从纤毛的基本构建单元——微管组织中心（MTOC）和基体（basal body）——讲起，详细阐述纤毛的起源和组装过程。我们将深入了解微管动力学在纤毛伸长和缩短中的关键作用，以及决定纤毛长度和稳定性的各种蛋白质复合物。纤毛的结构并非一成不变，其内部的分子马达——驱动蛋白（dynein）和动力蛋白（kinesin）——驱动着大量的细胞内物质在纤毛轴突内部运输，即轴突内运输（intraflagellar transport, IFT）。IFT是维持纤毛结构完整性和功能性的必要过程，它负责将组装纤毛所需的蛋白质运送到纤毛尖端，并将信号分子和废弃物运回基体。本书将详细解析IFT颗粒的组装、IFT马达的活性以及IFT沿微管的运动轨迹，并探讨IFT在纤毛构建和信号转导中的协同作用。 此外，纤毛的形成和解体过程同样受到精密的调控。细胞周期、生长因子信号和营养物质的可获得性都会影响纤毛的存留时间。本书将介绍调控纤毛动态变化的分子机制，包括泛素化、磷酸化以及小GTP酶的作用。理解这些动态调控机制对于理解纤毛在不同细胞类型和发育阶段的瞬息万变至关重要。 第二部分：纤毛作为关键信号转导枢纽 纤毛的核心功能之一是充当细胞的“感应器”。它们富集了多种细胞表面受体，能够感知来自细胞外环境的各种信号，并将这些信号传递到细胞内部，从而调控下游的基因表达和细胞行为。本书将重点关注以下几个至关重要的纤毛信号通路： hedgehog（Hh）信号通路： Hh信号通路在胚胎发育中扮演着核心角色，调控着细胞的增殖、分化和形态发生。纤毛是Hh信号转导的关键平台。本书将详细阐述Hh配体如何结合到纤毛上的受体Patched（Ptch1），以及随后的Gli转录因子在纤毛内的激活和核转运过程。我们将深入解析Hh信号在骨骼、神经系统、内脏器官以及毛发和牙齿发育中的具体作用，并探讨Hh信号异常导致的先天性疾病。 Notch信号通路： Notch信号通路在细胞间相互作用、决定细胞命运以及组织形成中至关重要。虽然Notch受体主要定位在细胞膜上，但纤毛也参与了Notch信号的调控。本书将探讨纤毛如何影响Notch配体的结合、受体裂解以及下游基因的激活，尤其是在神经嵴细胞迁移和神经系统发育中。 Wnt信号通路： Wnt信号通路是另一条在发育和疾病中具有广泛影响的信号通路。虽然传统的Wnt信号转导主要发生在细胞质和细胞核，但近年来的研究表明，纤毛也可能在调控某些Wnt信号分子的分布和活性中发挥作用。本书将梳理当前对纤毛与Wnt信号相互作用的理解，并探讨其在干细胞维持和肿瘤发生中的潜在联系。 G蛋白偶联受体（GPCR）信号通路： 许多GPCR，包括感觉受体（如嗅觉和视觉受体）和激素受体，都被发现存在于纤毛中。本书将阐述纤毛如何作为一个特殊的微环境，富集和组织这些GPCR，从而增强它们对配体的敏感性，并确保信号的特异性传递。我们将探讨纤毛在感觉发育、内分泌调控以及维持体内平衡中的作用。 第三部分：纤毛在特定发育过程中的作用 纤毛的功能并非孤立存在，而是与哺乳动物发育中的各个关键事件紧密相连。本书将分章节详细阐述纤毛在以下重要发育过程中的不可或缺的作用： 早期胚胎发育与形态发生： 在早期胚胎发育阶段，纤毛在决定胚胎左-右不对称性方面发挥着至关重要的作用。本书将详细介绍纤毛在卵黄囊或侧板中的运动，产生不对称的液体流动，进而诱导左-右基因表达的差异。我们还将探讨纤毛在原条形成、体节形成以及肢体发育中的作用。 神经系统的发育与功能： 神经系统是哺乳动物发育中最复杂、最精密的系统之一。纤毛在神经元分化、神经轴突导向、突触形成以及神经回路的建立中发挥着多方面的作用。本书将深入探讨纤毛在感知外界刺激（如嗅觉、味觉和触觉）以及调控神经元迁移和增殖中的关键作用。 骨骼和软骨的形成： 纤毛在成骨细胞和软骨细胞的分化和功能调控中扮演着重要角色。例如，Hh信号通过纤毛传递，对骨骼的形成和修复至关重要。本书将详细介绍纤毛在调节软骨细胞增殖、基质分泌以及骨骼形态发生中的机制。 生殖系统的发育： 纤毛在生殖细胞的形成、迁移以及配子的成熟过程中也发挥着作用。例如，输卵管内的纤毛摆动有助于卵子的运输，而精子尾部的纤毛（鞭毛）则是其运动能力的基础。本书将探讨纤毛在男女生殖系统发育中的关键作用。 器官稳态与修复： 纤毛不仅在胚胎发育中重要，在成年哺乳动物的器官稳态和修复中也发挥着持续的作用。例如，呼吸道上皮的纤毛清除粘液和颗粒物，肾脏集合管的纤毛感知尿液流量，调控水和电解质的平衡。本书将简要介绍纤毛在维持组织稳态和参与损伤修复过程中的作用。 第四部分：纤毛功能障碍与疾病 由于纤毛在众多发育信号通路中的核心作用，纤毛功能的异常往往会导致严重的先天性疾病，被称为纤毛病（ciliopathies）。本书的最后部分将重点关注这些疾病，并探讨其发病机制。 纤毛病的分类与临床表现： 我们将介绍不同类型的纤毛病，如多囊肾病（PKD）、视网盘（Bardet-Biedl syndrome, BBS）、阿什尔综合征（Usher syndrome）、神经节状纤维瘤病（polydactyly-postaxial, Bardet-Biedl syndrome）等，并详细描述它们在不同器官系统中的临床表现，包括肾脏囊肿、视觉障碍、听力损失、肥胖、发育迟缓、骨骼畸形以及生殖障碍等。 分子发病机制： 本书将深入解析导致不同纤毛病发生的基因突变，并将其与特定的纤毛结构蛋白、IFT蛋白或信号通路组分联系起来。我们将探讨这些基因缺陷如何影响纤毛的形成、功能或信号转导，从而导致疾病的发生。 诊断与治疗的挑战： 尽管对纤毛病的发病机制有了更深入的了解，但许多纤毛病目前仍缺乏有效的治疗方法。本书将讨论当前在诊断技术（如基因测序）方面的进展，并展望未来可能的治疗策略，包括靶向信号通路、基因疗法或再生医学等。 结论与展望 本书旨在为研究人员、学生和临床医生提供一个全面而深入的视角，以理解纤毛在哺乳动物发育中的多重、关键角色。从微观的分子机制到宏观的发育过程，我们希望能揭示纤毛作为发育调控核心的强大力量。通过深入了解纤毛的奥秘，我们不仅能更好地理解生命起源的奇迹，也能为诊断和治疗各种与纤毛功能障碍相关的疾病开辟新的道路。未来的研究将继续聚焦于纤毛在更广泛发育过程中的作用，以及开发更有效的干预手段，以期最终改善人类健康。

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