本书系统阐述发育生物学核心原理和前沿进展。以动物发育为主线,系统解析细胞命运决定、受精等基础过程,以及体轴形成、器官发生、细胞分化的分子机制与调控网络。书中融合模式生物发育经典案例与CRISPR基因编辑、单细胞测序等新技术成果,充分展现学科交叉融合态势。从生长、进化与再生视角,深入剖析物种间发育机制的异同,揭示胚胎发育异常、干细胞分化等生命现象的全新认知。章节后的研究新方向讨论,则助力读者把握学科前沿动态。
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科技部国家重点研发计划,心脑血管再生修复机制及其物种差异"项目"不同物种心脑血管再生能力差异的进化机制
目录
第一部分 基础
第1章 令人兴奋的发育生物学 3
本学科从何而来 3
发育生物学的影响 4
未来影响 5
第2章 发育如何运作 7
极短的总结 8
配子发生 10
早期发育 13
生长与死亡 20
第3章 发育研究途径:发育遗传学 25
发育突变体 25
性染色体 27
母体与合子 27
基因通路 28
遗传镶嵌体 30
筛选突变 31
克隆基因 32
功能获得与功能丧失实验 32
转基因 33
其他功能获得技术 34
靶向诱变 34
其他功能丧失系统 35
基因复制 37
发育遗传学的局限 37
第4章 发育研究途径:实验胚胎学及其分子基础 41
正常发育 41
发育定型 43
证据的标准 50
转录因子 51
转录因子家族 51
其他的基因活性控制 54
信号系统 55
基因调控网络 61
第5章 发育研究途径:细胞和分子生物学技术 65
显微镜 65
光学技术 66
共聚焦、多光子和光片显微镜 67
图像捕获 67
解剖学和组织学方法 69
显微注射 70
用分子生物学方法研究基因表达 71
原位方法研究基因表达 76
报告基因 79
细胞标记方法 80
第6章 从细胞到组织 85
胚胎中的细胞 85
细胞骨架 86
小GTP结合蛋白 88
细胞外基质 88
细胞运动 89
上皮的组织架构 90
形态发生过程 92
第二部分 主要模式生物
第7章 主要的模式生物 103
六大生物 103
可获取性与显微操作 105
遗传学与基因组 105
相关性和发育节奏 106
其他生物 106
第8章 爪蛙 111
卵子发生、成熟与受精 112
正常发育 113
命运图 118
实验方法 119
区域特化过程 122
第9章 斑马鱼 139
正常发育 140
命运图 144
遗传学 145
反向遗传学方法 148
胚胎学技术 149
区域特化 150
斑马鱼的其他角色 155
第10章 鸡 159
正常发育 160
命运图 165
早期胚胎的区域特化 166
鸡器官发生的描述 170
第11章 小鼠 179
哺乳动物受精 179
小鼠的正常发育 183
命运图 189
小鼠胚胎的区域特化 191
转基因小鼠 196
胚胎干细胞 197
敲除和敲入 199
核移植和印记 202
X失活 203
畸胎癌 205
第12章 人类早期发育 211
人类生殖 211
植入前发育 213
人类胚胎干细胞 215
人类植入后发育 217
植入后诊断:绒毛膜绒毛取样和羊膜腔穿刺术 219
人类发育的伦理 220
第13章 果蝇 227
昆虫 229
正常发育 230
命运图 234
极质 234
果蝇发育遗传学 234
发育程序 238
背?腹图式 239
前?后系统 244
第14章 秀丽隐杆线虫 259
成体解剖结构 260
胚胎发育 261
胚胎的区域特化 264
胚胎后发育的分析 271
种系 275
程序性细胞死亡 277
第三部分 器官发生
第15章 研究器官发生和出生后发育的技术 285
遗传学 285
克隆分析 290
组织和器官培养 292
细胞分析和分离 294
第16章 神经系统的发育 297
总体结构和细胞类型 297
区域特化 300
神经发生和胶质发生 306
神经嵴 313
神经元连接的发育 317
第17章 中胚层器官的发育 331
体节发生 331
肌发生 338
肾脏 339
生殖细胞和性腺的发育 343
性别决定 346
肢发育 347
血液和血管 357
心脏 361
第18章 内胚层器官的发育 373
正常发育 373
肠管的组织 374
内胚层的命运图 377
内胚层发育的实验分析 378
胰腺 383
第19章 果蝇成虫盘 391
变态 391
幼虫发育的遗传研究 393
成虫盘的发育 396
区室和选择者基因 397
翅成虫盘的区域图式化 400
再生和转决定 402
形态发生素梯度和极性 404
第四部分 生长、进化与再生
第20章 组织结构和干细胞 413
组织类型 413
组织更新 417
干细胞 421
肠上皮 424
表皮 429
毛囊 431
造血系统 435
间充质干细胞和“转分化” 440
精原细胞 440
第21章 生长、老化与癌症 447
生长:大小和比例的控制 447
控制生长的生化通路 448
昆虫的生长控制 451
哺乳动物的生长控制 453
肝脏再生 455
身材生长 457
老化 459
细胞自主过程 459
胰岛素通路与老化 461
热量限制 462
癌症 463
肿瘤和癌前病变的分类 464
癌症的分子生物学 465
癌干细胞 467
癌症进展 468
癌症治疗 469
第22章 多能干细胞及其应用 475
人类胚胎干细胞 475
诱导多能干细胞 477
体细胞核移植 479
直接重编程 480
人类多能干细胞的应用 481
细胞移植治疗 483
使用多能干细胞的细胞移植疗法 485
糖尿病的移植治疗 487
视网膜色素上皮 487
脊髓修复 489
心肌细胞 489
帕金森病 490
新疗法的引入 491
第23章 进化与发育 497
宏观进化 498
分子分类学 499
动物的系统发生 500
化石记录 501
原始动物 502
基部动物 507
进化中真正发生了什么? 509
分节的躯体模式与Hox 基因 511
昆虫的翅和腿 513
返祖现象 514
脊椎动物的肢 514
第24章 缺失部分的再生 521
再生的类型 521
再生能力的分布 522
涡虫再生 522
昆虫肢再生 527
脊椎动物肢的再生 529
肢再生的过程 529
再生的细胞来源 531
区域图式的再生 532
再生:祖先特性还是适应性特性? 538
再生的一般特性 539
术语表 543
索引 567