腫瘤微環(huán)境與細(xì)胞生態(tài)學(xué)導(dǎo)論

前言

20世紀(jì)下半葉開(kāi)始的科技大爆炸以信息科技和生物科技為核心，兩個(gè)核心的結(jié)合產(chǎn)生了系統(tǒng)生物學(xué)?？萍即蟊ǖ倪吘?，傳統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展通過(guò)生態(tài)學(xué)向社會(huì)科學(xué)逼近，一個(gè)新而古老的領(lǐng)域——細(xì)胞社會(huì)學(xué)與細(xì)胞生態(tài)學(xué)正在形成，從另一個(gè)側(cè)面闡明生命活動(dòng)復(fù)雜體系的本質(zhì)和應(yīng)用前景。2l世紀(jì)對(duì)生命科學(xué)的綜合研究將對(duì)醫(yī)學(xué)的理論研究和臨床實(shí)踐產(chǎn)生重大的影響，可能在選擇醫(yī)學(xué)的一些神奇療法中有所突破（如針灸和經(jīng)絡(luò)）。生命是一定條件下物質(zhì)存在的一種形式。恩格斯概括了19世紀(jì)生物學(xué)和化學(xué)的研究成果，提出生命是蛋白體存在的形式，新陳代謝是生命的特征的論斷，與現(xiàn)代生命科學(xué)的觀點(diǎn)一致。原始的蛋白體（核酸與蛋白質(zhì)）在海洋中產(chǎn)生，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代進(jìn)化形成了當(dāng)今的生物大干世界。隨著環(huán)境的變化，舊的物種消失，新的物種形成。從生命起源開(kāi)始，生物體與其環(huán)境密切相關(guān)，與生物體直接接觸的環(huán)境一微環(huán)境起了決定性作用。水中的蛋白體容易受外界因素沖擊破壞，包繞一層外膜的蛋白體就安全、穩(wěn)定多了，膜內(nèi)就是蛋白體的微環(huán)境，與無(wú)膜的蛋白體相比有明顯的生存優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)自然選擇進(jìn)化成原核細(xì)胞。DNA是遺傳基因的載體，如果再有一層膜保護(hù)就更有利于種族的生存、繁衍，更具生存優(yōu)勢(shì)，于是經(jīng)自然選擇形成了真核細(xì)胞，核膜內(nèi)部成了遺傳物質(zhì)的微環(huán)境。微環(huán)境與生物個(gè)體是密不可分的，不僅微生物如此，人類(lèi)也一樣，人類(lèi)只有在宇航服、太空艙、空間站這類(lèi)微環(huán)境中才能脫離地球表面生存。生態(tài)學(xué)是研究生物體與其環(huán)境相互作用的學(xué)科，即將生物與其環(huán)境視為一個(gè)系統(tǒng)（生態(tài)系統(tǒng)），加上生物種系的進(jìn)化歷程，成為時(shí)間和空間上宏大的研究領(lǐng)域，涵蓋了從遠(yuǎn)古的生命起源到當(dāng)今所有生物及其環(huán)境。達(dá)爾文歷經(jīng)數(shù)十年的觀察、綜合和分析得出了生物進(jìn)化的基本規(guī)律。近半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，工農(nóng)業(yè)廢棄物和生活垃圾污染了環(huán)境，嚴(yán)重破壞了地球的生態(tài)平衡，影響人類(lèi)子孫后代的生存和健康，生態(tài)學(xué)受到發(fā)達(dá)國(guó)家有識(shí)之士的高度重視。生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)和研究方法滲透到生命科學(xué)的其他學(xué)科中。多細(xì)胞生物是以細(xì)胞社會(huì)作為整體生存的，隨著生物進(jìn)化，環(huán)境與機(jī)體的關(guān)系也復(fù)雜化：呼吸道和消化道的形成產(chǎn)生了機(jī)體內(nèi)的外環(huán)境；血液循環(huán)和體液成為細(xì)胞生存的內(nèi)環(huán)境。與普通生態(tài)學(xué)中的大環(huán)境、小環(huán)境概念不同，這里所指的環(huán)境是微觀的，即現(xiàn)代醫(yī)學(xué)生物學(xué)文獻(xiàn)所述的微環(huán)境。

內(nèi)容概要

近十多年來(lái)針對(duì)腫瘤微環(huán)境的治療策略取得很大進(jìn)展，腫瘤微環(huán)境的作用機(jī)制成為研究熱點(diǎn)。編者結(jié)合自己的工作將近年來(lái)腫瘤微環(huán)境和干細(xì)胞的研究和應(yīng)用從不同角度進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的介紹，并從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)予以評(píng)述和思考。不僅介紹了基本資料和最新進(jìn)展，還介紹了編者近年來(lái)相關(guān)的研究結(jié)果。    本書(shū)適用于從事腫瘤和血液學(xué)臨床、科研、教學(xué)的中、高級(jí)工作者；由于本書(shū)探討正在形成中的細(xì)胞生態(tài)學(xué)，也適用于從事其他相關(guān)生命科學(xué)領(lǐng)域的科研和教學(xué)人員參考；對(duì)于研究生和高年級(jí)本科生則介紹了一個(gè)似陌生又熟悉的領(lǐng)域，對(duì)于拓寬思路、綜合運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)有獨(dú)到之處。

書(shū)籍目錄

前言緒論 對(duì)細(xì)胞生態(tài)學(xué)若干問(wèn)題的思索  第一節(jié) 細(xì)胞培養(yǎng)的生態(tài)學(xué)原理    一、體外培養(yǎng)細(xì)胞的生態(tài)學(xué)    二、體外培養(yǎng)細(xì)胞遵循生態(tài)學(xué)的普遍規(guī)律  第二節(jié) 機(jī)體作為生態(tài)系統(tǒng)的思考    一、體內(nèi)微環(huán)境對(duì)細(xì)胞的影響    二、程序性細(xì)胞死亡和細(xì)胞衰退的細(xì)胞生態(tài)學(xué)意義    三、從肥胖癥看人類(lèi)的進(jìn)化    四、微環(huán)境的“氣候”——分子生態(tài)學(xué)狀態(tài)    五、飲食與免疫的生態(tài)學(xué)觀    六、上皮細(xì)胞內(nèi)淋巴細(xì)胞及其意義  第三節(jié) 細(xì)胞生態(tài)學(xué)的細(xì)胞社會(huì)學(xué)原則    一、微環(huán)境與干細(xì)胞，不僅是“土壤和種子”，而且是細(xì)胞社會(huì)的生態(tài)學(xué)    二、細(xì)胞是生命的基本單位，社會(huì)是生命生存斗爭(zhēng)的高級(jí)機(jī)制    三、社會(huì)的生態(tài)學(xué)原理    四、細(xì)胞社會(huì)的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)  第四節(jié) 微環(huán)境的變化——衰老、炎癥和腫瘤    一、免疫衰退    二、作為炎癥的老年相關(guān)病——?jiǎng)用}粥樣硬化  第五節(jié) 細(xì)胞社會(huì)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題    一、代謝供求的細(xì)胞經(jīng)濟(jì)學(xué)調(diào)節(jié)    二、細(xì)胞社會(huì)的進(jìn)化與細(xì)胞經(jīng)濟(jì)體系    三、細(xì)胞自噬和凋亡的細(xì)胞經(jīng)濟(jì)學(xué)意義    四、劑量補(bǔ)償與性別決定  第六節(jié) 溫度的細(xì)胞生態(tài)學(xué)意義    一、細(xì)胞生物學(xué)中的自組織概念    二、細(xì)胞極性和組織的組織性與細(xì)胞癌變    三、溫度是干細(xì)胞n維生態(tài)位中的重要一維  第七節(jié) 干細(xì)胞的細(xì)胞社會(huì)作用    一、干細(xì)胞維護(hù)細(xì)胞社會(huì)的平衡和穩(wěn)定    二、干細(xì)胞的細(xì)胞社會(huì)應(yīng)變作用——?jiǎng)?chuàng)傷修復(fù)可塑性與細(xì)胞功能豐余性    三、干細(xì)胞是細(xì)胞社會(huì)的“骨干”，決定組織、器官的性狀  第八節(jié) 細(xì)胞微環(huán)境與健康    一、線粒體能量轉(zhuǎn)換效率與可塑性    二、溫度適應(yīng)的機(jī)制  主要參考文獻(xiàn)第一篇 干細(xì)胞與微環(huán)境  第一章 干細(xì)胞生物學(xué)與微環(huán)境的組成　　第一節(jié)　干細(xì)胞及其生物學(xué)意義   　 一、胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞    　二、微環(huán)境細(xì)胞成分的干細(xì)胞——問(wèn)充質(zhì)干細(xì)胞    　三、器官、組織的成體干細(xì)胞    　四、誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞及細(xì)胞間轉(zhuǎn)換　  第二節(jié)　微環(huán)境的含義和組成 　   一、微環(huán)境的含義及細(xì)胞微環(huán)境的調(diào)節(jié)  　  二、微環(huán)境的細(xì)胞成分   　 三、微環(huán)境的非細(xì)胞成分    　四、微環(huán)境與機(jī)體內(nèi)環(huán)境的全身一體化    　五、細(xì)胞膜隧道納米管及其作用和意義　  第三節(jié)　微環(huán)境對(duì)干細(xì)胞的影響 　   一、干細(xì)胞巢和干細(xì)胞生態(tài)位  　  二、供體細(xì)胞白血病的啟示  主要參考文獻(xiàn)　第二章　黏附分子在腫瘤微環(huán)境中的作用  　第一節(jié)　細(xì)胞一微環(huán)境的連接與黏附分子   　 一、微環(huán)境中基質(zhì)大分子與細(xì)胞的連接    　二、黏附分子的概念、種類(lèi)及結(jié)構(gòu)    　三、黏附分子介導(dǎo)的微環(huán)境參與的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路　  第二節(jié)　黏附分子介導(dǎo)的微環(huán)境對(duì)細(xì)胞的調(diào)節(jié) 　   一、黏附分子介導(dǎo)的微環(huán)境對(duì)細(xì)胞極化、細(xì)胞不對(duì)稱(chēng)分裂及細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)  　  二、黏附分子介導(dǎo)的微環(huán)境對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖及分化的調(diào)節(jié)   　 三、黏附分子介導(dǎo)的微環(huán)境對(duì)細(xì)胞凋亡及衰老的作用　  第三節(jié)　黏附分子介導(dǎo)的微環(huán)境改變?cè)谀[瘤中的作用 　   一、黏附分子在腫瘤中的異常表達(dá)及其機(jī)制  　  二、黏附分子介導(dǎo)的微環(huán)境改變對(duì)腫瘤發(fā)生的作用   　 三、腫瘤發(fā)生引起的微環(huán)境改變及黏附分子在微環(huán)境改變中的作用　  第四節(jié)　黏附分子介導(dǎo)的造血微環(huán)境改變?cè)谘耗[瘤中的作用 　   一、黏附分子介導(dǎo)的造血微環(huán)境對(duì)正常造血的調(diào)節(jié)  　  二、造血微環(huán)境中的黏附分子異常在血液腫瘤中的作用  主要參考文獻(xiàn)　第三章　雙向細(xì)胞間通訊  第四章 成纖維細(xì)胞在微環(huán)境中的作用  第五章 微循環(huán)和腫瘤的血管新生第二篇 腫瘤、炎癥與微環(huán)境  第六章 腫瘤的起源和演化  第七章 腫瘤和炎癥微環(huán)境的免疫狀態(tài)  第八章 腫瘤微環(huán)境中的樹(shù)突狀細(xì)胞  第九章 溶血磷脂在腫瘤中的作用  第十章 表觀遺傳學(xué)改變與腫瘤發(fā)生  第十一章 炎癥與腫瘤  第十二章 以腫瘤干細(xì)胞及其微環(huán)境為靶標(biāo)的抗腫瘤治療  第十三章 白血病的微環(huán)境  第十四章 造血干細(xì)胞移植中的若干細(xì)胞生態(tài)學(xué)問(wèn)題

章節(jié)摘錄

插圖：對(duì)于人類(lèi)社會(huì)有眾多的社會(huì)科學(xué)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究；對(duì)于細(xì)胞社會(huì)雖然積累了大量資料，但是，對(duì)其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)仍未超越一個(gè)半世紀(jì)前Virchow的描述。20世中下葉雖然不斷有人發(fā)表細(xì)胞社會(huì)學(xué)的論文或?qū)Ｖ?，作為形成學(xué)科必需的理論體系尚待建立。但是細(xì)胞社會(huì)學(xué)的基本觀點(diǎn)——“機(jī)體是細(xì)胞社會(huì)”已被廣泛接受，細(xì)胞社會(huì)的基本規(guī)則和運(yùn)行機(jī)制正在鄰近學(xué)科的研究進(jìn)展中逐步闡明，相信在不久的將來(lái)會(huì)有細(xì)胞社會(huì)學(xué)的相關(guān)理論體系形成.細(xì)胞社會(huì)隨著生物進(jìn)化而進(jìn)化，不同生物的細(xì)胞社會(huì)不同。通常單細(xì)胞生物沒(méi)有社會(huì)性，細(xì)菌被膜是形成細(xì)胞社會(huì)的雛形，真正的細(xì)胞社會(huì)從多細(xì)胞生物開(kāi)始，隨著生物的進(jìn)化呈多樣性，但是有共性。例如，從細(xì)胞社會(huì)形成的初級(jí)階段開(kāi)始就形成了細(xì)胞社會(huì)的制約機(jī)制——細(xì)胞凋亡。即使是只由1000個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的線蟲(chóng)，也已經(jīng)具有所有多細(xì)胞生物都有的細(xì)胞凋亡機(jī)制，根據(jù)形態(tài)發(fā)育的需要一部分細(xì)胞必須剔除（否則只是細(xì)胞團(tuán)塊），通過(guò)程序性細(xì)胞死亡機(jī)制將這些細(xì)胞拆除，其組成成分作為構(gòu)建其他組織的原材料或能源再利用，類(lèi)似于人類(lèi)社會(huì)對(duì)組織機(jī)構(gòu)的改革和改造。多細(xì)胞生物的細(xì)胞有明顯的類(lèi)別，不同類(lèi)別的細(xì)胞構(gòu)成組織、器官在細(xì)胞社會(huì)中起不同的作用.近二十多年的研究進(jìn)展表明不同細(xì)胞表面抗原表達(dá)的組合是細(xì)胞類(lèi)別的標(biāo)志，眾所周知的ABO血型是不同個(gè)體（不同細(xì)胞社會(huì)）的標(biāo)志；組織相容性抗原（HLA）則是同一細(xì)胞社會(huì)中不同類(lèi)別細(xì)胞的標(biāo)志，從這些標(biāo)志還能檢測(cè)出該細(xì)胞在細(xì)胞社會(huì)中的功能等級(jí)，如干細(xì)胞、祖細(xì)胞、終末分化細(xì)胞等。動(dòng)物細(xì)胞的嚴(yán)格分類(lèi)和分化是動(dòng)物細(xì)胞社會(huì)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。為了保證動(dòng)物的快速反應(yīng)，出現(xiàn)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)等快速信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，逐漸形成高度中央集權(quán)的細(xì)胞社會(huì)。植物的細(xì)胞社會(huì)機(jī)制與動(dòng)物明顯不同，尤其是出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)后的動(dòng)物差別更大。植物沒(méi)有拒捕和逃避能力，往往被動(dòng)物吃掉或損傷部分植株，在進(jìn)化過(guò)程中以構(gòu)件生物的形式，憑借旺盛的組織再生能力延續(xù)物種的生存和繁衍。所以植物的細(xì)胞社會(huì)不是中央集權(quán)式的，植物組織有很強(qiáng)的自主性，所以能夠用一塊植物組織在燒瓶里培育出一顆植株，即憑借植物細(xì)胞的基因組和植物組織培養(yǎng)基和培養(yǎng)箱提供的生態(tài)環(huán)境就能生長(zhǎng)發(fā)育成完整的植株；有些植物通過(guò)部分組織（插枝、塊根）即能在適宜的土地中長(zhǎng)成植株。20世紀(jì)的細(xì)胞社會(huì)學(xué)研究以胚胎學(xué)和發(fā)育生物學(xué)為主，因?yàn)楸阌趯?shí)驗(yàn)研究。G?M?Edelman（1988）提出了“拓?fù)渖飳W(xué)”的概念，注意到（拓?fù)洌┛臻g位置在胚胎發(fā)育中的重要性。仔細(xì)考察細(xì)胞表面抗原分布的規(guī)律和細(xì)胞的不對(duì)稱(chēng)性，應(yīng)該承認(rèn)細(xì)胞的（拓?fù)洌┛臻g位置在細(xì)胞社會(huì)的組成和行為中起作用，如干細(xì)胞的不對(duì)稱(chēng)分裂是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)；人體解剖位置的不對(duì)稱(chēng)性對(duì)行為的影響（如“左利”）等。畸胎瘤、錯(cuò)構(gòu)瘤是否與細(xì)胞的（拓?fù)洌┛臻g位置異常有關(guān)有待深入研究。人體由天文數(shù)字?jǐn)?shù)量級(jí)的細(xì)胞組成，其細(xì)胞數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球上的人口數(shù)。細(xì)胞組成組織和器官，其結(jié)構(gòu)和功能受控于與機(jī)體的過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)密切相關(guān)的法規(guī)——人類(lèi)基因組，以及按照實(shí)時(shí)的環(huán)境狀況，通過(guò)表觀遺傳學(xué)機(jī)制表達(dá)。人類(lèi)基因組是人體細(xì)胞社會(huì)的憲法，由表觀遺傳學(xué)機(jī)制根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境情況具體實(shí)施。

編輯推薦

《腫瘤微環(huán)境與細(xì)胞生態(tài)學(xué)導(dǎo)論》是現(xiàn)代生物技術(shù)前沿叢書(shū)之一《細(xì)胞通訊與疾病》的后續(xù)與拓展?！赌[瘤微環(huán)境與細(xì)胞生態(tài)學(xué)導(dǎo)論》的編者均為中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所、血液病醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)血液學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)家。《腫瘤微環(huán)境與細(xì)胞生態(tài)學(xué)導(dǎo)論》是近期正在從事相關(guān)研究的專(zhuān)家對(duì)相關(guān)課題研究現(xiàn)況的綜合，加上編者的工作經(jīng)驗(yàn)、體會(huì)和看法，收集了至2008年初的微環(huán)境和干細(xì)胞研究的相關(guān)資料，包括微小RNA、細(xì)胞膜納米管道和誘導(dǎo)性胚胎干細(xì)胞等最近期的研究進(jìn)展。

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