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编辑推荐

适读人群 ：本书可供从事力学、生物学、骨科临床、生物医学工程等研究的科技人员及高等院校相关专业的师生参考。
　　《骨细胞力学》既可以作为生物医学工程学科的研究生教材，也可供相关学科的研究生和科技工作者参考。

内容简介

　　《骨细胞力学》系统介绍了力致骨结构重建过程中骨组织细胞的功能、细胞的力学环境，以及细胞／分子水平的力学—生物学耦合规律。书中通过具体的研究实例展示了骨组织细胞如何通过膜上分子、离子通道、胞内骨架来感受其周围力学环境的变化；进而如何将这些力学刺激信号传递到细胞内部，并传递到细胞核内以影响基因的表达，最后控制细胞的生物学性质；以及在成骨过程和破骨过程的不同阶段，力学刺激下细胞的生物学响应规律有何特点。书中还简单介绍了骨组织细胞力学研究中常用的一些实验技术和方法。

目录

《新生物学丛书》丛书序
前言
专业词汇中英文对照表（含缩略语）
1绪论
1.1骨的功能和基本结构
1.2骨结构与力学性质
1.2.1骨微观结构与力的传递
1.2.2力学调控系统理论
1.2.3单根骨小梁的结构和力学性质
1.2.4松质骨结构的力学特点
1.2.5骨结构优化与强度
1.3力致骨重建现象与骨细胞力学
1.4骨结构几何参数命名规则
2骨组织内细胞的力学环境
2.1基质力学性质
2.1.1胞外基质变形
2.1.2基质动态变形
2.2胞外基质粘附性质
2.2.1硬度
2.2.2二维几何形状
2.2.3三维拓扑形状
2.3流体剪切力
2.3.1骨细胞周围的流体刺激
2.3.2流动电势
2.4压力
2.5损伤
3骨组织细胞对力的感受
3.1整合素
3.1.1骨组织细胞上整合素的表达和生物学功能
3.1.2整合素对力的感受
3.2粘附斑复合物
3.2.1粘附斑复合物的表达和生物学功能
3.2.2粘附斑复合物对力的感受
3.3原纤毛
3.3.1骨组织细胞上原纤毛的表达和生物学功能
3.3.2原纤毛对力的感受
3.4膜离子通道
3.4.1膜离子通道的表达和生物学功能
3.4.2离子通道对力的感受
3.5细胞骨架
3.5.1细胞骨架的表达和生物学功能
3.5.2细胞骨架对力的感受
3.6骨细胞对力学刺激的感受和传递
4力学信号在细胞内和细胞间的传递
4.1力致钙响应信号
4.1.1钙响应下游通路
4.1.2力致钙响应的时空特性
4.1.3不同骨组织细胞的力学信号转导规律
4.2G蛋白介导的胞内力学信号转导
4.3激酶信号通路
4.4Wnt信号通路
4.5胞内的其他力致响应通路
4.6力致细胞间传递通路
4.6.1间隙连接
4.6.2核苷酸通路
4.6.3其他细胞间力致信号传递通路
5骨形成过程的细胞力学
5.1骨髓间充质干细胞
5.1.1增殖和存活性
5.1.2不同力学刺激对骨髓间充质干细胞成骨向分化的影响
5.1.3基质性质对骨髓间充质干细胞成骨向分化的影响
5.2成骨细胞
5.2.1增殖和存活性
5.2.2力学刺激对成骨细胞分化的影响
5.3骨细胞
5.3.1骨细胞周围空间
5.3.2骨细胞作为力感受器
5.3.3骨细胞突起处的应变放大机制
5.3.4骨细胞间相互作用
5.3.5骨细胞作为体内矿物平衡的调节物
6破骨过程的细胞力学
6.1破骨细胞的来源和生物学性质
6.2破骨细胞迁移过程中的力学生物学
6.3破骨细胞分化过程中的力学生物学
6.4破骨细胞粘附过程中的力学生物学
7各类骨组织细胞间的相互作用
7.1骨细胞—成骨细胞间通讯
7.2骨细胞—破骨细胞间通讯
7.3成骨细胞，破骨细胞间通讯
8细胞力学实验技术
8.1在体实验技术
8.2流动腔
8.3原子力显微镜
8.4基底静态或动态拉伸技术
8.5细胞基底牵拉力法
8.6细胞粘附形状控制的微模式化方法
参考文献

精彩书摘

　　微丝是最细的细胞骨架，直径约为6nm。它们由G型肌动蛋白亚基线性聚合而成，发生聚合的一端称为正端，由于不断生长会对胞内组分（如细胞膜）施加相应的挤压力。它们也可以与肌球蛋白进行相互作用而产生细胞内部的收缩力，两者形成的耦合物称为肌动肌球纤维。小GTP结合蛋白Rho主要负责调节肌动肌球纤维的收缩力，而Rac负责调节片状伪足，Cdc42负责调节丝状伪足。中间丝纤维的直径约为10nm，它比微丝的结构要稳定，主要功能是组成细胞内的三维结构，对细胞器进行固定，同时也是细胞核纤层的主要结构成分。微管的直径约为23nm，为中空结构，内腔直径约为15nm。它们通常由13个原丝纤维组成，是α和β型微管蛋白的聚合物。微管纤维也是动态变化的，当它们与GTP结合时可以发生聚合。9个微管纤维的三聚体可以形成中心体，而9个二聚体沿着两个额外微管纤维可组装为伪足和鞭毛，两个二聚体之间通过动力蛋白发生连接。在细胞内微管纤维主要负责承担压力，也可在有丝分裂或中心粒的定位过程中承担拉力。
　　3.5.2细胞骨架对力的感受
　　细胞骨架对于力学刺激的一个最显著的响应是肌动蛋白纤维束与交联蛋白和肌球蛋白等共同形成应力纤维结构，每根应力纤维通常包含10～30根肌动蛋白纤维。目前已经有大量工作证明不同的力学刺激都可以在骨组织细胞内引起应力纤维结构的变化。例如，很早就有研究发现作用于成骨细胞的流体剪切力可以引起肌动蛋白纤维聚合为应力纤维（Pavalkoetal.，1998），而破坏肌动蛋白纤维骨架可以减弱骨组织细胞对流体剪切力的响应（Maloneetal.，2007；Myersetal.，2007）。另外，增强肌动蛋白纤维的聚合可以促进成骨向分化（Arnsdorfetal.，2009）。Pommerenke等（1996，2002）利用磁场加载装置对成骨细胞施加接力，发现周期性应力刺激可以通过整合素引起成骨细胞骨架上连接的磷酸酪氨酸水平的增加，并可导致粘附斑激酶由细胞质向骨架的转移。在体情况下骨组织细胞通常会受到来自液体的静水压力和流体剪切力。一项体外实验表明，当成骨细胞受到流体剪切力和静态或周期性静水压同时作用时，肌动蛋白骨架结构的变化并不相同（Gardinieretal.，2014）。流体剪切力作用下施加15mmHg的静水压力时，细胞中的肌动蛋白会组装为应力纤维，但如果将压力降低到大气压水平，则会抑制应力纤维的形成。除了肌动蛋白，细胞骨架的另一种重要成分微管也对力学信号转导具有重要作用，例如，完整的微管对于成骨细胞在力学刺激下的分化和增殖都是必要的（Rosenberg，2003）。但细胞骨架通过什么单元及如何传递和感受力学刺激仍需进一步研究（Scottetal.，2008）。
　　……

前言/序言

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