Cellular Mechanotransduction pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Mofrad, Mohammad (EDT)/ Kamm, Roger (EDT)

出品人:

页数:478

译者:

出版时间:2009-12

价格:$ 184.19

装帧:

isbn号码:9780521895231

丛书系列:

图书标签:

细胞力学转导
力学信号
细胞生物学
生物物理学
细胞骨架
细胞微环境
信号通路
生物力学
组织工程
疾病机制

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具体描述

'Mechanotransduction' is the term for the ability, first described by 19th-century anatomist Julius Wolff, of living tissues to sense mechanical stress and respond by tissue remodeling. More recently, the scope of mechanotransduction has been expanded to include the sensation of stress, its translation into a biochemical signal, and the sequence of biological responses it produces. This book looks at mechanotransduction in a more restricted sense, focusing on the process of stress sensing and transducing a mechanical force into a cascade of biochemical signals. This stress has become increasingly recognized as one of the primary and essential factors controlling biological functions, ultimately affecting the function of the cells, tissues, and organs. A primary goal of this broad book is also to help define the new field of mechanomics, which attempts to describe the complete mechanical state of a biological system.

好的，这是一份关于《细胞力学生物学：从分子到组织》的图书简介，旨在详细介绍该领域的前沿知识，同时完全避开您提到的特定书名所涵盖的内容。 --- 图书名称：《细胞力学生物学：从分子到组织》作者： [此处可填写虚构的或实际的权威学者名称，例如：张伟, 博士；艾米莉·卡特，教授] 出版社： [此处可填写专业学术出版社名称，例如：科学前沿出版社] 核心主题：本书全面深入地探讨了细胞如何感知、整合并响应其微环境中的物理信号——即机械力。它系统性地梳理了从单个蛋白质的力学敏感性到复杂组织结构形成过程中的力学驱动机制，为理解生命系统的动态平衡与疾病发生机制提供了跨尺度的理论框架。 --- 内容概述与结构《细胞力学生物学：从分子到组织》是一部面向高年级本科生、研究生、博士后研究人员以及致力于生物物理学、组织工程学、细胞生物学和生物医学工程领域研究人员的权威参考书。全书分为五大部分，共十五章，结构严谨，内容前沿。第一部分：力学基础与细胞感知（Mechanics Fundamentals and Cellular Sensing）本部分奠定了理解细胞力学生物学的物理和生物学基础。第一章：生物力学基础回顾：详细阐述了宏观力学（应力、应变、弹性模量）在微观尺度上的适用性，引入了粘弹性、粘滞性等描述生物软组织特性的关键概念。重点讨论了傅里叶变换、有限元分析（FEA）在模拟细胞内部力传递中的应用。第二章：细胞外基质（ECM）的机械特性： ECM不仅仅是细胞的“脚手架”，更是信息传递的关键介质。本章深入分析了胶原、弹性蛋白、纤连蛋白等主要基质成分的结构对整体刚度的贡献。阐述了水凝胶作为ECM替代物的制备技术及其机械性能的调控，特别是如何利用水凝胶的交联密度和孔隙度来模拟体内特定器官的硬度梯度。第三章：初级机械传感器：整合素家族的力学激活：重点解析整合素（Integrins）作为最核心的细胞-基质机械耦合受体的工作机制。详细描述了“力开关”模型，探讨了配体结合、构象变化与机械张力之间的反馈回路。讨论了涉及FAK（粘着斑激酶）和Src激酶的下游信号通路如何被机械力直接或间接激活。第二部分：细胞骨架：力学的结构支柱（The Cytoskeleton: Structural Pillars of Force）细胞骨架系统是细胞内部产生和抵抗力的主要结构，本部分聚焦于驱动细胞形态和运动的分子机器。第四章：肌动蛋白网络：张力的生成与分配：深入剖析肌动蛋白丝（F-actin）聚合、解聚的动态平衡及其在产生铺展张力中的作用。介绍了肌球蛋白II（Myosin II）作为主要的分子马达，如何通过ATP水解驱动肌动蛋白束收缩，从而产生细胞内拉力。定量分析了细胞粘着斑（Focal Adhesions, FAs）处的张力分布模型。第五章：微管与中间纤维的力学调控：探讨微管（Microtubules）在维持细胞形状、细胞器运输中的结构性作用，以及它们如何通过与细胞皮层和FA的相互作用，调控细胞的整体刚度。中间纤维（如角蛋白、波形蛋白）的交联和张力传导在应对高强度应力（如上皮细胞挤压）时的独特功能也被详细阐述。第六章：细胞核的机械响应与力学信号的核内传递：细胞核作为细胞内最“硬”的结构，其对外部载荷的反应至关重要。本章聚焦于核纤层蛋白（Lamins）在调节核膜刚度中的作用，以及染色质在机械力作用下的重塑。详细介绍了LINC复合体（Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton）如何构建连接细胞膜与核内骨架的通路，实现力信号到基因表达的直接转换。第三部分：细胞间的机械耦合与组织应力（Intercellular Coupling and Tissue Stresses）生物体通常以组织形式存在，细胞间的相互作用和整体组织应力场是决定器官功能与形态的关键因素。第七章：细胞-细胞连接点的力学功能：分析紧密连接（Tight Junctions）、粘附连接（Adherens Junctions）和桥粒（Desmosomes）在传递剪切力和拉伸力中的区别与协同作用。重点讨论了涉及E-钙粘蛋白的机械信号传导，以及这些连接如何维持上皮层的机械完整性。第八章：牵引力显微术（TFM）的应用与数据解析：专门介绍用于量化细胞对底物施加牵引力的方法学。详细讲解了荧光微球基底的标定、位移场的计算、以及如何利用傅里叶分析技术来区分不同尺度的力偶极子与单极子。第九章：组织尺度上的应力建模与组织硬化：将视角放大至组织层面，探讨组织级联的应力分布。讨论了纤维状组织（如肌腱、韧带）的各向异性力学响应。重点分析了在纤维化（Fibrosis）过程中，细胞群集通过过度分泌和重塑ECM，导致组织硬度增加的病理生理学机制。第四部分：力学驱动的细胞命运决定（Mechanically Driven Cell Fate Decisions）机械环境是决定干细胞分化方向和组织稳态的关键环境信号。第十章：硬度依赖性的干细胞分化：系统回顾了经典的“硬度-命运”关系（如软的脑组织诱导神经元，硬的骨组织诱导成骨细胞）。解释了YAP/TAZ（Hippo通路下游的转录因子）如何通过其亚细胞定位，将机械信号直接转译为核内转录程序，从而调控干细胞的增殖和分化。第十一章：机械力对细胞迁移与导向的影响：探讨细胞如何利用力学线索（如基质的刚度梯度或纤维方向）进行定向迁移（触媒迁移，Durotaxis）。分析了在肿瘤微环境中，异常的机械应力如何促进癌细胞的侵袭和转移。第十二章：血流动力学与内皮细胞响应：关注血液流动产生的剪切应力（Shear Stress）对血管内皮细胞的影响。讨论了剪切力如何激活内皮细胞的肌动蛋白重排、细胞间连接的动态变化，以及这些变化在血管稳态维持和动脉粥样硬化发生中的作用。第五部分：疾病中的力学失调与治疗前景（Mechanopathology and Therapeutic Avenues）本部分将理论知识应用于临床和转化研究，探讨力学失衡在疾病发生中的角色，以及新型力学疗法的潜力。第十三章：癌症的力学特征与肿瘤微环境：深入探讨了肿瘤组织与正常组织之间显著的机械差异（如基质的硬化、细胞间连接的松弛），这些差异如何协同促进恶性表型。讨论了如何通过调节肿瘤基质的刚度来抑制肿瘤生长。第十四章：心血管疾病中的力学因素：聚焦于心脏（心肌细胞的力学耦合）和动脉壁（血压和脉冲波形导致的应力变化）的力学失调。分析了过度拉伸和慢性应力如何导致心肌肥厚、纤维化和瓣膜病变。第十五章：组织工程与生物制造中的力学设计：展望利用精确的机械刺激来引导体外组织的生长和成熟。讨论了生物反应器设计中应力与应变施加的参数优化，例如如何利用双轴拉伸或灌流系统来模拟生理负荷，从而优化再生性支架的机械性能。本书特色 1. 跨尺度整合：本书成功地连接了分子（如整合素、肌球蛋白）的力学行为与组织（如软骨、骨骼）的宏观力学响应。 2. 前沿方法学：详细介绍了包括原子力显微镜（AFM）、牵引力显微术（TFM）和活体双光子成像在内的关键实验技术。 3. 图文并茂：包含大量高质量的结构示意图、力学模型图和真实的显微图像，辅以清晰的数学推导，确保概念的准确传达。 4. 面向应用：每一部分均设有“转化医学视角”栏目，将基础研究成果与生物材料设计、新型诊断工具开发紧密结合。《细胞力学生物学：从分子到组织》旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，理解生命系统是如何被力所塑形、驱动和调控的，是细胞生物学和生物物理学领域不可或缺的工具书。