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編輯推薦

適讀人群 ：本書可供從事力學、生物學、骨科臨床、生物醫學工程等研究的科技人員及高等院校相關專業的師生參考。
　　《骨細胞力學》既可以作為生物醫學工程學科的研究生教材，也可供相關學科的研究生和科技工作者參考。

內容簡介

　　《骨細胞力學》係統介紹瞭力緻骨結構重建過程中骨組織細胞的功能、細胞的力學環境，以及細胞／分子水平的力學—生物學耦閤規律。書中通過具體的研究實例展示瞭骨組織細胞如何通過膜上分子、離子通道、胞內骨架來感受其周圍力學環境的變化；進而如何將這些力學刺激信號傳遞到細胞內部，並傳遞到細胞核內以影響基因的錶達，最後控製細胞的生物學性質；以及在成骨過程和破骨過程的不同階段，力學刺激下細胞的生物學響應規律有何特點。書中還簡單介紹瞭骨組織細胞力學研究中常用的一些實驗技術和方法。

目錄

《新生物學叢書》叢書序
前言
專業詞匯中英文對照錶（含縮略語）
1緒論
1.1骨的功能和基本結構
1.2骨結構與力學性質
1.2.1骨微觀結構與力的傳遞
1.2.2力學調控係統理論
1.2.3單根骨小梁的結構和力學性質
1.2.4鬆質骨結構的力學特點
1.2.5骨結構優化與強度
1.3力緻骨重建現象與骨細胞力學
1.4骨結構幾何參數命名規則
2骨組織內細胞的力學環境
2.1基質力學性質
2.1.1胞外基質變形
2.1.2基質動態變形
2.2胞外基質粘附性質
2.2.1硬度
2.2.2二維幾何形狀
2.2.3三維拓撲形狀
2.3流體剪切力
2.3.1骨細胞周圍的流體刺激
2.3.2流動電勢
2.4壓力
2.5損傷
3骨組織細胞對力的感受
3.1整閤素
3.1.1骨組織細胞上整閤素的錶達和生物學功能
3.1.2整閤素對力的感受
3.2粘附斑復閤物
3.2.1粘附斑復閤物的錶達和生物學功能
3.2.2粘附斑復閤物對力的感受
3.3原縴毛
3.3.1骨組織細胞上原縴毛的錶達和生物學功能
3.3.2原縴毛對力的感受
3.4膜離子通道
3.4.1膜離子通道的錶達和生物學功能
3.4.2離子通道對力的感受
3.5細胞骨架
3.5.1細胞骨架的錶達和生物學功能
3.5.2細胞骨架對力的感受
3.6骨細胞對力學刺激的感受和傳遞
4力學信號在細胞內和細胞間的傳遞
4.1力緻鈣響應信號
4.1.1鈣響應下遊通路
4.1.2力緻鈣響應的時空特性
4.1.3不同骨組織細胞的力學信號轉導規律
4.2G蛋白介導的胞內力學信號轉導
4.3激酶信號通路
4.4Wnt信號通路
4.5胞內的其他力緻響應通路
4.6力緻細胞間傳遞通路
4.6.1間隙連接
4.6.2核苷酸通路
4.6.3其他細胞間力緻信號傳遞通路
5骨形成過程的細胞力學
5.1骨髓間充質乾細胞
5.1.1增殖和存活性
5.1.2不同力學刺激對骨髓間充質乾細胞成骨嚮分化的影響
5.1.3基質性質對骨髓間充質乾細胞成骨嚮分化的影響
5.2成骨細胞
5.2.1增殖和存活性
5.2.2力學刺激對成骨細胞分化的影響
5.3骨細胞
5.3.1骨細胞周圍空間
5.3.2骨細胞作為力感受器
5.3.3骨細胞突起處的應變放大機製
5.3.4骨細胞間相互作用
5.3.5骨細胞作為體內礦物平衡的調節物
6破骨過程的細胞力學
6.1破骨細胞的來源和生物學性質
6.2破骨細胞遷移過程中的力學生物學
6.3破骨細胞分化過程中的力學生物學
6.4破骨細胞粘附過程中的力學生物學
7各類骨組織細胞間的相互作用
7.1骨細胞—成骨細胞間通訊
7.2骨細胞—破骨細胞間通訊
7.3成骨細胞，破骨細胞間通訊
8細胞力學實驗技術
8.1在體實驗技術
8.2流動腔
8.3原子力顯微鏡
8.4基底靜態或動態拉伸技術
8.5細胞基底牽拉力法
8.6細胞粘附形狀控製的微模式化方法
參考文獻

精彩書摘

　　微絲是最細的細胞骨架，直徑約為6nm。它們由G型肌動蛋白亞基綫性聚閤而成，發生聚閤的一端稱為正端，由於不斷生長會對胞內組分（如細胞膜）施加相應的擠壓力。它們也可以與肌球蛋白進行相互作用而産生細胞內部的收縮力，兩者形成的耦閤物稱為肌動肌球縴維。小GTP結閤蛋白Rho主要負責調節肌動肌球縴維的收縮力，而Rac負責調節片狀僞足，Cdc42負責調節絲狀僞足。中間絲縴維的直徑約為10nm，它比微絲的結構要穩定，主要功能是組成細胞內的三維結構，對細胞器進行固定，同時也是細胞核縴層的主要結構成分。微管的直徑約為23nm，為中空結構，內腔直徑約為15nm。它們通常由13個原絲縴維組成，是α和β型微管蛋白的聚閤物。微管縴維也是動態變化的，當它們與GTP結閤時可以發生聚閤。9個微管縴維的三聚體可以形成中心體，而9個二聚體沿著兩個額外微管縴維可組裝為僞足和鞭毛，兩個二聚體之間通過動力蛋白發生連接。在細胞內微管縴維主要負責承擔壓力，也可在有絲分裂或中心粒的定位過程中承擔拉力。
　　3.5.2細胞骨架對力的感受
　　細胞骨架對於力學刺激的一個最顯著的響應是肌動蛋白縴維束與交聯蛋白和肌球蛋白等共同形成應力縴維結構，每根應力縴維通常包含10～30根肌動蛋白縴維。目前已經有大量工作證明不同的力學刺激都可以在骨組織細胞內引起應力縴維結構的變化。例如，很早就有研究發現作用於成骨細胞的流體剪切力可以引起肌動蛋白縴維聚閤為應力縴維（Pavalkoetal.，1998），而破壞肌動蛋白縴維骨架可以減弱骨組織細胞對流體剪切力的響應（Maloneetal.，2007；Myersetal.，2007）。另外，增強肌動蛋白縴維的聚閤可以促進成骨嚮分化（Arnsdorfetal.，2009）。Pommerenke等（1996，2002）利用磁場加載裝置對成骨細胞施加接力，發現周期性應力刺激可以通過整閤素引起成骨細胞骨架上連接的磷酸酪氨酸水平的增加，並可導緻粘附斑激酶由細胞質嚮骨架的轉移。在體情況下骨組織細胞通常會受到來自液體的靜水壓力和流體剪切力。一項體外實驗錶明，當成骨細胞受到流體剪切力和靜態或周期性靜水壓同時作用時，肌動蛋白骨架結構的變化並不相同（Gardinieretal.，2014）。流體剪切力作用下施加15mmHg的靜水壓力時，細胞中的肌動蛋白會組裝為應力縴維，但如果將壓力降低到大氣壓水平，則會抑製應力縴維的形成。除瞭肌動蛋白，細胞骨架的另一種重要成分微管也對力學信號轉導具有重要作用，例如，完整的微管對於成骨細胞在力學刺激下的分化和增殖都是必要的（Rosenberg，2003）。但細胞骨架通過什麼單元及如何傳遞和感受力學刺激仍需進一步研究（Scottetal.，2008）。
　　……

前言/序言

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