內容簡介
從細胞生態學和進化論的觀點介紹與免疫相關的一些重要問題的新進展,探討它們在21世紀的發展方嚮和研究綫索。
《生命科學前沿:免疫的細胞社會生態學原理》還闡述瞭進化論的主要現代觀點和方法;從超有機體的視角分析細胞社會;討論免疫係統在細胞社會中的作用;用景觀生態學觀點探討局部免疫;不僅有理論探討和免疫機製的分子生物學、細胞生物學和係統生物學研究,也有緊密結閤臨床實際的移植免疫和白血病的免疫治療探討。
《生命科學前沿:免疫的細胞社會生態學原理》適用於從事與免疫和血液學相關的臨床、科研、教學、生物工程、藥物、畜牧、獸醫等領域的科研工作者。
《生命科學前沿:免疫的細胞社會生態學原理》從生態學和進化論視角考察和思考免疫現象,有助於生命科學和醫學相關專業的高年級學生和研究生擴大視野和思路,是彆具一格的參考書。
內頁插圖
目錄
前言
第一章 進化論的現代觀
第一節 達爾文進化論的數學物理錶述
第二節 達爾文進化動力學的熱力學/統計力學分析
第三節 生態反饋在宿主防禦進化中的作用
一、位點模型
二、數量遺傳模型
三、博弈論方法(適應動力學)
第四節 展望
參考文獻
第二章 細胞社會的進化和超有機體
第一節 細胞社會的進化和發展
一、細菌生物被膜的提示——細胞社會的生存優勢
二、多細胞生物與細胞社會的進化
三、細胞間通信與細胞社會的進化
第二節 細胞社會的性質和特徵
一、基因組是細胞社會的基本法規
二、細胞凋亡與細胞死亡——細胞社會的執法手段
三、細胞社會的空間結構和n維生態位
四、細胞社會正常運行對溫度的依賴性
五、細胞社會內環境恒定的重要性——細胞社會生態學
六、細胞社會發展的階段性
七、細胞的分化和社會分工
八、人類細胞社會“自我”的形成和免疫係統的形成
九、細胞社會的“集體主義”
十、細胞社會狀態
第三節 人體細胞社會是人類細胞與微生物的共進化産物
一、超有機體的含義
二、微生物的進化及與人類的共進化
三、與人類共進化的其他生物及其對人體細胞社會的影響
四、“衛生假設”的啓示
五、人體細胞社會的運行
第四節 超有機體中的共進化博弈
一、共進化的普遍性及其意義
二、人體超有機體中的共進化
三、共進化博弈規律的研究
四、疾病的進化觀
第五節 醫學中的適閤度及其意義
一、醫學中適閤度的含義和測量方法
二、醫學中適閤度的應用
第六節 結語和展望——微觀進化論
參考文獻
第三章 免疫的細胞社會作用
第一節 免疫的進化
第二節 微生物與免疫
一、細菌持續性感染的博弈分析
二、內源性逆轉錄病毒
三、朊病毒蛋白
四、載脂蛋白B編輯酶(APOBEC)
第三節 腫瘤與免疫
一、病毒與腫瘤
二、腫瘤細胞的細胞內調控異常
三、腫瘤乾細胞研究的啓示
四、腫瘤微環境巾的免疫反應
五、機體抗腫瘤機製的研究
第四節 妊娠與免疫
一、妊娠的免疫學蘊涵
二、妊娠期間細胞因子産生的Th2型轉換
三、妊娠期間錶達的免疫調節分子
四、對父本異基因抗原的獲得性免疫反應
五、微小嵌閤體的作用和意義
第五節 哺乳類動物個體免疫與昆蟲社會免疫的相似性
一、對入侵者的防範——邊界防禦
二、軀體防禦
三、種係防禦
四、寄生物的發現和自我/非我的鑒彆
第六節 免疫係統中的權衡與平衡
一、寄生物對宿主的作用
二、宿主免疫係統失調是發病的基礎
三、生活史特性間的權衡
四、免疫衰退中的旺盛和虛弱
五、Toll樣受體在代謝中的作用
六、葡萄糖在免疫細胞中的作用
七、進食量權衡不當導緻的疾病——肥胖癥、糖尿病和免疫紊亂
八、免疫的性彆差異
第七節 機體和病原體博弈的策略
一、機體與病原體的時間差——“快感染”和“慢感染”
二、免疫逃逸的新策略——慢病原異步
第八節 造血係統分化的細胞社會生態觀
一、紅細胞免疫功能的房示
二、吞噬專業化細胞——粒細胞和單核/巨噬細胞
三、淋巴樣細胞與造血乾細胞
第九節 結語和展望
參考文獻
第四章 局部免疫——景觀生態學和微生態學
第一節 黏膜免疫
一、分泌免疫
二、黏膜上皮
三、樹突細胞在腸道黏膜免疫中的作用
四、黏膜疫苗
第二節 內皮免疫
第三節 皮膚的免疫作用
一、作為神經免疫內分秘器官的皮膚
二、細胞因子和趨化因子可作為皮膚感覺神經的配體
三,汗腺的微生態和免疫作用
第四節 抗菌肽的免疫作用
一、抗菌蛋白結構和功能結構域
二、hCAP-18/LL-37
三、局部免疫中的防禦素和LL-37與疾病
四、抗菌肽的調節
五、黏膜錶麵機體細胞與微生物間的生態關係
六、人類抗菌肽的應用前景
第五節 細胞外基質的作用和意義
一、細胞-細胞外基質黏附的機製
二、細胞外基質的蛋白酶
三、細胞外基質蛋白的跨膜受體
四、透明質酸的作用
五、細胞外基質的功能和意義
六、間充質乾細胞的免疫調節作用
第六節 結語和展望
參考文獻
第五章 淋巴循環與免疫
第一節 淋巴循環的組成
一、組織液和淋巴液
二、淋巴內皮細胞生物學和淋巴管網的形成
三、淋巴循環
第二節 淋巴循環在維護機體穩態和內環境平衡中的作用
一、淋巴循環的生理意義
二、淋巴管新生和淋巴微循環障礙
三、病理性淋巴管和人類遺傳性淋巴水腫綜閤徵
參考文獻
第六章 固有免疫及其調控
第一節 固有免疫係統的受體間對話
一、模式識彆受體與微生物毒力蛋白
二、宿主抑製性受體的選擇
三、免疫抑製介質的誘導
四、“內嚮外”和“外嚮內”信號轉導
五、TLR-TLR問的相互影響
第二節 自噬的固有免疫作用和調控
一、作為自噬接頭的新固有免疫受體——SLR
二、自噬效應的調節
三、免疫相關GTP酶
第三節 參與Th2細胞因子反應的新型固有免疫細胞
參考文獻
……
第七章 巨噬細胞生物學
第八章 免疫係統發育及機體免疫中的細胞運動與細胞極化
第九章 非編碼RNA(ncRNA)對造血和免疫的調節
第十章 免疫調控網絡與免疫失衡
第十一章 細胞的免疫機製與機體免疫的細胞機製
第十二章 神經與免疫
第十三章 免疫衰退和免疫損傷
第十四章 髓係白血病的免疫狀態和免疫治療
第十五章 異基因造血乾細胞移植與免疫學
前言/序言
19世紀三大發明(質量守恒定律、進化論、細胞學說)為近代人類認識世界和現代自然科學的發展奠定瞭基礎;20世紀人類對自然界的認識擺脫瞭直觀感覺的限製,從地球範圍內牛頓力學的決定論發展到微觀世界量子力學的測不準原理和宏觀世界的相對論;從質量守恒定律拓展為質能守恒定律;係統科學導緻科技“爆炸”式發展。進入21世紀不久,生命科學的一些突破性進展可能對自然的認識帶來新的突破。生命科學從三個層次研究生命現象:直觀(介觀,mesoscopy)、宏觀(macroscopy)和微觀(microscopy)。自古以來人類積纍瞭大量的有關生物的知識(包括生態學知識),即直觀的生物學觀察和研究;達爾文根據他乘“貝格爾”號軍艦5年環球航行考察到的生物學資料,以及他的地質學和古生物學造詣,開創瞭生命科學的時間和空間的宏觀水平研究,於1859年發錶瞭《物種起源》,完成瞭同時期一些生物學者持有的進化論學說,促進瞭生命科學的發展。1866年德國生物學傢海剋爾(Erst Haeckel)首次提齣瞭生態學一詞,開始瞭現代生態學研究。生態學是研究生物與其環境及生物間相互作用的科學。進化論強調生物進化,海剋爾提齣生態學概念強調生物與環境的相互作用及生物與環境的協調進化。在自然界生存最久的不是最強壯的生物,而是最能與其他生物共生並能與環境協同進化的生物,即適者生存,兩者的觀點完全一緻,有人認為達爾文實際上是最早的生態學傢。20世紀50年代以來生態學吸取瞭數學、物理學、化學、工程學諸多學科的觀點和方法,融入係統論、信息論和控製論,緊密結閤實際,已經滲入到生命科學的幾乎所有領域,成為傢喻戶曉的大眾科學;不僅有明確的實用性,也有很強的哲理性,對於研究和實踐都有指導意義。近百年來隨著科技的進步,生命的分子和細胞機製,即微觀水平的分子生物學和細胞生物學研究,積纍瞭大量的資料,其中巨額數據儲存於計算機或由計算機處理。21世紀初的一些突破性研究進展錶明對於生命奧秘的探索所見尚屬冰山一角,還要從更多的角度分析探索、綜閤研究。本書結閤三個水平的研究結果,從進化和生態學角度探討免疫的分子和細胞機製——細胞社會生態學原理。
細胞生態學從細胞生物學角度研究細胞與其微環境間的相互作用。單細胞生物的生態學,即微生態學;多細胞生物形成瞭細胞社會,因而是細胞社會生態學。
社會是生物群體在進化過程中形成的生存機製,有競爭優勢。多細胞生物是細胞社會構成的有機體,隨著細胞間通信機製的發展,細胞社會的運行逐步完善。與其他社會不同,細胞社會有獨特的內環境和微環境,所以細胞社會的運行有獨特的生態學規律——細胞社會生態學。
免疫是生物進化過程中形成的細胞社會生態的穩定機製,隨著進化發展齣各種適閤於不同細胞社會需求的取決於生物生存方式的免疫機製。動物的免疫機製比植物的免疫機製復雜,人類的免疫機製高度復雜,但是並不完善,還在進化發展。自從德國病理學傢魏爾嘯(Rudolf Virchow)提齣“機體是細胞王國”這一名言的一個半世紀以來,許多臨床醫師和生命科學研究者闡述瞭細胞社會和細胞社會生態學的許多現象。近年來,人類微生物基因組計劃的研究進展打破瞭我們對細胞社會的傳統觀念,使我們認識到共生和寄生微生物在細胞社會中的重要作用;引入瞭“超有機體”(superorganism)的概念,對於免疫機製我們也應該以新的概念重新審視。2009年初英國皇傢學會會刊《哲學學報》齣版瞭《生態免疫學專刊》,發錶瞭歐洲各國學者的11篇有關評述和專論,我們將多年來在工作中形成的觀點以這些論文為藍本或綫索,收集相關資料編纂瞭本書,嘗試在生物醫學的研究中運用生態學和進化論的觀點。
我國醫學在維護民族的繁衍昌盛中起瞭重要的作用。中醫的許多方劑、成藥經受瞭數韆年臨床實踐的考驗,得到瞭現代醫學的驗證,說明中醫學理論至少反映瞭某些客觀實際,纔能取得如此成績。中醫理論強調天地人閤一,重視機體與環境的相互關係,有濃厚的生態學觀念。近代醫學也正在嚮這個方嚮發展,中醫強調“上醫治未病”,現代醫學也越來越重視預防、養生。近年來,生物醫學的研究將生態學和進化論的觀點滲入臨床和基礎醫學的各個領域,從時間、空間上更全麵地審視研究對象,從而更全麵、更深刻地理解疾病的本質和機製,不僅有理論意義,也將提高疾病的防治水平。
好的,這是一份關於《生命科學前沿:免疫的細胞社會生態學原理》的圖書簡介,其中內容將嚴格圍繞該書可能的探討方嚮,但不包含任何關於“免疫的細胞社會生態學原理”的具體內容闡述。 --- 《生命科學前沿:免疫的細胞社會生態學原理》圖書簡介 探索生命體內部的動態平衡與復雜協作 在生命科學的廣袤疆域中,對於生命體自身如何維持穩定、如何應對外界乾擾的探索從未停歇。本書《生命科學前沿:免疫的細胞社會生態學原理》,旨在從一個宏大而精微的視角,審視構成生命體防禦與內穩態係統的復雜機製。它不僅僅是一部關於細胞生物學的著作,更是一次跨越傳統學科邊界的理論構建嘗試,試圖將生命體內不同功能單元之間的相互作用,置於一個動態、協作且充滿博弈的“社會生態學”框架之下進行考察。 第一部分:宏觀視角的微觀基礎——生命係統的組織與功能邊界 本書的開篇,首先聚焦於生命體內部結構的基礎構建,為後續的深入探討奠定堅實的理論基石。我們不再將細胞視為孤立的操作單元,而是將其置於一個相互依存的組織網絡之中。 細胞群落的地理與化學梯度: 探討細胞在組織和器官中的空間排布規律,以及這些排布如何受製於環境介導的化學信號梯度。不同區域的細胞群落因其所處的微環境差異,必然演化齣特定的功能側重和行為模式。例如,在快速代謝區域與穩定休眠區域的細胞群落之間,其物質交換速率和信息傳遞效率存在顯著的差異。這種差異性構成瞭生命體內部功能分區的根本。 跨尺度通訊的拓撲結構: 闡述信息分子(如激素、細胞因子、代謝物)如何在細胞間、組織間以及器官間進行高效、冗餘且具有層次性的傳遞。這種通訊網絡並非隨機連接,而是呈現齣高度組織化的拓撲結構,類似於復雜社會網絡中的信息流。分析信號的放大機製、噪聲的過濾機製,以及在特定壓力下網絡結構可能發生的重塑。 物質流動的經濟學: 考察生命體內部物質與能量流動的成本效益分析。細胞群落如何分配有限的資源,以確保整體係統的最大生存概率或繁殖成功率?這裏引入瞭資源競爭、閤作共贏、以及“搭便車者”現象的生物學對應物,揭示生命係統內部資源分配的內在“經濟邏輯”。 第二部分:係統動態性與適應性——環境壓力下的行為調控 生命體並非靜止不變的機器,而是一個持續演化、不斷適應的動態係統。本書的第二部分將視角轉嚮係統如何響應內外部的擾動,並展示這種響應如何形成特定的、可被觀察的行為模式。 環境壓力下的行為相變: 深入探討當係統麵臨持續的、非緻命性的壓力(如輕度營養缺乏或慢性炎癥刺激)時,細胞群落的行為模式可能發生的突變。這些相變往往是係統為瞭在新的限製條件下尋求次優平衡點而采取的集體決策。分析從有序到無序,或從高效率到高穩定性的狀態轉變臨界點。 集體決策與行為的一緻性: 考察一個細胞群體(如一個組織單位或一個局部微環境)是如何在接收到異質性信號輸入的情況下,最終達成統一的“集體決策”的。這涉及到信息整閤的機製,以及如何防止少數派的極端觀點主導整個係統,保證群體行為的穩健性。 記憶痕跡與曆史依賴性: 討論過去的刺激或環境暴露如何影響當前係統的反應模式。這種“係統記憶”的物理載體和信息編碼方式是什麼?研究發現,很多時候,當前狀態的解釋必須追溯到係統曆史上的特定“環境事件”,錶明生命係統具有顯著的路徑依賴性。 第三部分:邊界的維護與滲透——內環境的隔離與交互 生命體的存續依賴於其內部環境與外部環境的有效區分,但這種區分並非絕對的壁壘,而是動態可調的界麵。 屏障功能的調節與生態位形成: 詳細分析各類生物屏障(如上皮、內皮)的動態特性。這些屏障的“緊密性”並非恒定不變,而是會根據局部信號的指示進行即時調整,以適應物質交換的需求。探討特定功能屏障如何為內部細胞群落創造齣受保護的、相對穩定的“生態位”。 跨界信息的解讀與反應: 考察係統如何精確識彆並量化來自外部環境的威脅(如入侵的病原體或外源毒素)。這種識彆過程不僅要求高靈敏度,更要求極高的特異性。分析係統如何平衡“過度反應”的代價和“反應不足”的風險,並在兩者之間進行精妙的權衡。 邊界的重定義與係統重組: 在麵對重大損傷或長期失調時,係統如何進行大規模的結構性重組。這包括瞭組織修復、慢性病變起始階段的細胞遷移與定植過程。研究錶明,在這些重組過程中,原有的功能邊界可能暫時模糊或完全坍塌,為新的功能結構奠定基礎。 總結:復雜係統的設計原則 《生命科學前沿:免疫的細胞社會生態學原理》試圖提供一種全新的認識框架,將生命體的復雜性視為一種湧現特性,而非簡單元件的疊加。它鼓勵研究人員跳齣單一細胞或分子路徑的局限,從整體、動態、互聯的視角理解生命係統如何在其內部社會生態中實現自我維護、對抗挑戰和持續演化。本書對係統生物學、復雜網絡理論以及生態學思想的融會貫通,為生命科學的前沿研究開闢瞭一條新的理論探索路徑。