Signalling Networks in Cell Shape and Motility pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Novartis Foundation

出品人:

页数:239

译者:

出版时间:2005-10

价格:1536.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780470011904

丛书系列:

图书标签:

细胞信号传导
细胞形态
细胞运动
信号网络
生物物理学
细胞生物学
分子生物学
细胞骨架
细胞极性
动态细胞行为

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具体描述

This book features contributions from experts in cell biology, genetics, neurobiology, immunology and structural biology. The unifying element is that they all study processes of cell shape change and motility. Several key questions in this field of research are discussed:* What are the organising principles behind cell shape change?* Are there 'master switches' present in every cell type?* How are extracellular signals interpreted by the cell in order to activate intracellular mechanisms?* What is the influence of the extracellular matrix on cell movement and internal signalling pathways?* How do pathogens subvert cellular systems in order to stimulate or block their uptake? The book addresses all of these important questions. Data are presented on the key proteins that regulate cell shape: the GTP binding proteins of the Rho family. There are also extensive discussions of the potential applications of the data to clinical problems, particularly that of cell motility in cancer.

细胞形态与运动的信号传导网络本书聚焦于细胞生物学领域中一个至关重要的交叉点：细胞形态的动态变化与细胞运动的分子机制如何被精确的信号网络所调控。本书旨在为生命科学研究者、生物物理学家以及高等院校学生提供一个深入、全面且前沿的视角，解析细胞如何感知其微环境，并迅速重塑其骨架结构以实现特定的功能性移动。我们深知，细胞形态并非静止的特征，而是活细胞持续适应环境变化的结果。从胚胎发育中的组织形成，到免疫细胞追捕病原体，再到癌细胞的侵袭性转移，细胞的“形状”和“运动”能力是决定生命过程成败的关键。本书摒弃了对单一分子或通道的孤立描述，转而强调网络化调控的概念，即多个信号通路如何协同或竞争，共同决定细胞的宏观行为。第一部分：细胞骨架的动态基础与形态决定因素本部分为后续信号分析奠定必要的结构和生化基础。我们首先详细回顾细胞骨架的三大核心组分——肌动蛋白、微管和中间纤维——的结构特性、动态组装/解聚机制，以及它们如何共同构成细胞的“内部支架”。肌动蛋白动力学的高分辨率解析：重点探讨肌动蛋白（F-actin）的聚合速度、分支形成（如由Arp2/3复合体介导）以及线状聚合（如Formins的作用）。我们深入分析了Barbed End Capping和Severing蛋白对F-actin网的重塑作用，这些都是形态变化的基础。微管的极性与“游走”：阐述微管的“生与灭”（Polymerization and Depolymerization）特性，及其在细胞内运输和维持极性中的核心地位。讨论MAPs（微管相关蛋白）如何稳定或不稳定微管，并引导其接触细胞皮层或核膜。细胞外基质（ECM）的机械信号转导：细胞的形态和运动不是在真空中发生的。本章细致分析了整合素（Integrins）家族蛋白如何作为机械感应器，将来自ECM的物理力（如硬度、张力）转化为内部的生化信号。重点关注粘着斑（Focal Adhesions, FAs）的形成、成熟与解离过程，强调FAs作为信号枢纽的角色。第二部分：核心信号通路在形态调控中的整合本部分是全书的核心，它将信号转导理论与细胞结构变化紧密结合。我们不再将信号通路视为线性的，而是探讨它们在空间和时间维度上的交织。 Rho GTPase 家族的“三巨头”： RhoA、Rac1和Cdc42是形态控制的指挥中心。我们详细剖析它们激活后的下游效应器及其对特定结构的控制： RhoA: 调控肌球蛋白II（Myosin II）活性，驱动收缩、形成应力纤维（Stress Fibers）和后撤（Retraction）。 Rac1: 介导前缘的扩展，驱动丝状伪足（Lamellipodia）的形成。 Cdc42: 调控极性建立，驱动丝状足（Filopodia）的伸展。我们特别关注GEFs（鸟苷酸交换因子）和GAPs（GTP酶激活蛋白）的空间分布如何实现对细胞前缘与后端的精确划分。磷脂酰肌醇信号网络的调控：探讨PIP3和PIP2等脂质信号分子在细胞膜上的瞬时产生和清除如何精确地引导特定效应蛋白的募集，例如Rac激活和Akt信号的起始。钙离子信号的空间与时间敏感性：钙离子不仅是第二信使，更是形态波动的触发器。解析钙离子内流和释放如何影响肌动蛋白重组，特别是通过钙依赖性蛋白激酶（CaMK）和钙调蛋白（Calmodulin）。第三部分：形态变化驱动的运动模式本部分将理论模型应用于生物学现象，阐释不同类型的细胞运动如何依赖于上述网络的特定组合。爬行运动（Amoeboid Movement）与伸展运动（Mesenchymal Movement）：深入对比这两种主要的细胞迁移模式。爬行运动通常依赖于快速、可逆的收缩和粘着斑的瞬时形成，而伸展运动则需要更稳定的丝状伪足扩展和持续的粘着斑成熟。讨论粘度与刚度（Viscosity and Stiffness）对运动模式选择的影响。极化与定向迁移：细胞如何知道“前进”的方向？本书探讨了外部化学趋化因子（如生长因子）如何通过不对称地激活PTEN（磷酸酶和张力蛋白同源物）梯度，在细胞膜上建立“前-后”的信号极性，从而引导迁移方向。细胞-细胞粘附的解耦与重构：在组织中，细胞运动必须伴随着与其他细胞连接的动态调整。重点分析E-cadherin等细胞粘附分子的内吞作用和信号化，如何允许细胞“释放”自己以便移动，并在新位置建立新的连接。第四部分：机械力与信号的反馈回路本部分探讨了信号网络与物理力之间的双向作用，这是理解细胞生物物理学的关键。机械敏感性离子通道：讨论Piezo通道等机械门控离子通道如何直接将物理拉伸转化为电化学信号，从而影响细胞的兴奋性和收缩状态。牵张力（Tension）与信号传导的放大：阐述由肌球蛋白收缩产生的牵张力如何被FAs中的Talin和Vinculin等蛋白感知，并将这种物理力转化为激活FAK（粘着斑激酶）和Src等信号分子的能力，形成一个正反馈回路，稳定已建立的形态。本书的特色在于整合了计算模型的最新进展，用于模拟细胞前缘的Turing 模式和反应-扩散系统在建立形态波纹中的作用。通过这种跨学科的方法，我们旨在为读者提供一个关于细胞生命活动如何从分子层面精确控制其宏观行为的全面理解。本书适合对细胞迁移、发育生物学和生物物理学有浓厚兴趣的科研人员和学生阅读。