內容簡介
《神經乾細胞研究技術與應用》重點介紹神經乾細胞的實驗研究技術,以及對神經係統有關疾病移植治療的應用研究。在實驗技術部分主要包括神經乾細胞的鑒定方法、神經脊乾細胞係永生化的建立、蛋白質組學和高通量基因錶達的分子生物學分析、神經乾細胞的標記、轉基因和基因治療、剋隆性神經乾細胞、iPS細胞技術與神經乾細胞的研究等。在應用研究方麵,除瞭對神經係統疾病的治療研究外,並對其有關的問題和政策法規等進行介紹。
全書內容新穎係統和全麵,突齣前瞻性和實用性,注重實驗技術的有關操作步驟,可供神經科學基礎與臨床專業人員、本科生和研究生,以及從事細胞生物學、細胞工程和乾細胞研究等人員閱讀和實驗參考。
內頁插圖
目錄
前言
上篇 神經乾細胞的實驗技術
第一章 神經乾細胞研究的有關實驗條件
第一節 實驗室的基本要求
第二節 主要的儀器設備
第三節 常用試劑
主要參考文獻
第二章 神經乾細胞的鑒定
第一節 概述
第二節 神經乾細胞的電生理學測定
第三節 Lacz標記神經乾細胞的電子顯微鏡檢測
第四節 神經乾細胞的端粒酶分析
第五節 神經乾細胞的染色體分析
第六節 神經乾細胞分化的鑒定
第七節 神經乾細胞體外遷移的測定
第八節 熒光金對神經元投射的解剖學示蹤
第九節 神經乾細胞凋亡的測定
第十節 神經乾細胞培養的剋隆分析
第十一節 成體神經乾細胞的標誌物鑒定
第十二節 體外標記神經乾細胞移植後不同錶型的鑒定
主要參考文獻
第三章 剋隆性神經乾細胞
第一節 概述
第二節 剋隆技術及分類
第三節 體細胞核移植
第四節 胚胎乾細胞的建立
第五節 胚胎乾細胞源性神經乾細胞
主要參考文獻
第四章 綠色熒光蛋白轉基因小鼠神經乾細胞的培養與鑒定
第一節 概述
第二節 綠色熒光蛋白轉基因小鼠的製備
第三節 轉基因小鼠神經乾細胞的培養及鑒定
第四節 移植治療的實驗研究
第五節 基因操控和細胞標記的電穿孔技術
主要參考文獻
第五章 iPS細胞技術與神經乾細胞研究
第一節 概述
第二節 基本原理
第三節 人iPS細胞的製備
第四節 問題與展望
主要參考文獻
第六章 神經乾細胞的分子生物學分析
第一節 概述
第二節 神經乾細胞的RF-PCR差異基因錶達分析
第三節 神經乾細胞高通量基因錶達的分析
第四節 神經乾細胞及祖細胞的分析
第五節 神經乾細胞蛋白質組學的雙嚮凝膠電泳分析法
主要參考文獻
第七章 神經韆細胞介導的基因治療
第一節 概述
第二節 永生化神經乾細胞係的建立
第三節 基因轉移技術
第四節 基因組編輯技術
第五節 神經乾細胞介導基因治療的問題與展望
主要參考文獻
第八章 神經乾細胞移植治療神經變性疾病的實驗研究
第一節 概述
第二節 實驗材料
……
第九章 神經韆細胞實驗研究的常用動物模型
第十章 神經乾細胞的凍存、復蘇及運輸
下篇 神經韆細胞移植治療的應用研究
第十一章 神經乾細胞移植治療前的準備工作
第十二章 神經乾細胞移植技術
第十三章 神經乾細胞移植治療前後的處理
第十四章 中樞神經係統疾病的神經乾細胞治療
第十五章 成體少突膠質祖細胞的移植治療研究
第十六章 神經乾細胞移植治療腦齣血性疾病
第十七章 神經乾細胞移植治療缺血性腦卒中
第十八章 神經乾細胞移植治療腦損傷
第十九章 神經乾細胞移植治療脊髓損傷
第二十章 神經乾細胞移植治療長期昏迷
第二十一章 神經韆細胞移植治療周圍神經損傷的研究
第二十二章 神經乾細胞移植治療癲癇
第二十三章 神經乾細胞移植治療阿爾茨海默病
第二十四章 神經乾細胞移植治療帕金森病
第二十五章 神經乾細胞移植治療惡性腦膠質瘤
第二十六章 神經乾細胞移植治療小兒腦癱
第二十七章 神經乾細胞移植治療失語癥
第二十八章 神經源性乾細胞移植治療脫髓鞘疾病
第二十九章 神經乾細胞移植治療小腦萎縮性疾病
第三十章 神經乾細胞移植治療肌營養不良病
第三十一章 神經乾細胞移植治療精神障礙
附錄一 《乾細胞臨床研究管理辦法(試行)》解讀
附錄二 英漢名詞對照
彩圖
前言/序言
本書由我和劉民培教授共同負責主編。劉民培教授曾和他的恩師、我國乾細胞研究的奠基人吳祖澤院士一起研究的“造血乾細胞群的不均一性與動力學研究”於1987年獲得國傢自然科學奬二等奬。此後,他仍繼續關注國內外乾細胞的研究,並一直跟蹤這方麵的動態和信息,以及進行有關的探討。1992年起,獲國務院政府特殊津貼終身享受奬勵。他己主編學術專著8部大約700餘萬字,其中乾細胞方麵的有3部近400萬字。2015年,被國傢齣版基金管理委員會、國傢齣版基金規劃管理辦公室聘為國傢齣版基金評審專傢。
在現代科學技術中,不管“阿爾法狗”等是怎樣的智能、尖端、神奇和奧秘,這些都是人類智慧的結晶和大腦的産物。人腦的神經細胞數量超過韆億,相當於銀河係星體的總數。其神經細胞連接點的“突觸”數量又是神經細胞的1000倍,達到1014。這些細胞構成極端復雜而龐大的神經環路和網絡,使人類得以産生感覺、形成意識、學習記憶,擁有思維和認知能力。這些環路每秒可完成高達韆萬次的動態鏈接,人類大腦儲存的信息相當於美國國會圖書館藏書總量的50倍。因此,揭示人類大腦的奧秘己成為當代生命科學研究麵臨的大挑戰。
在21世紀“腦科學時代”的神經科學研究領域中,鑒於神經乾細胞的特性、修復、再生與重建功能等現已成為當前研究的熱點和前沿課題。此書是在即將由我國好的的科學齣版社齣版的《神經乾細胞基礎與培養》的基礎上編寫的,共計兩篇31章。其中全麵係統地介紹瞭目前國內外在神經乾細胞實驗研究中的有關技術,以及在治療應用方麵的主要內容。在所編的內容中,力求做到新穎、實用和操作性強。而且,盡力把各方麵有關內容的特點、現狀、存在問題和研究前景等呈獻給廣大讀者,力爭為我國神經乾細胞的研究貢獻綿薄之力。
在本書的編寫中,得到許多同仁的真誠鼓勵、熱心支持和大力幫助。參加編寫的各位同道在十分繁忙的臨床等工作中,剋服各種睏難認真撰稿,反復修改。值此,對這些關心、支持和厚愛此書,並對本書做齣貢獻的誌士仁人,特彆是對科學齣版社的領導、責任編輯等一直給予的指點、幫助和辛勤付齣錶示衷心的感謝!
神經乾細胞研究的發展十分迅速,有些方法和技術均在不斷地更新和發展。由於編著者水平有限,加之時間關係,難免有不妥、遺漏及錯誤之處,祈望各位讀者予以批評指正,以使本書更臻完善。
《古今鍾錶製作工藝與精密機械原理探析》 第一章:機械鍾錶的起源與演變 本章將深入追溯機械鍾錶從古代水鍾、日晷到中世紀機械鍾的漫長發展曆程。我們將詳細考察早期計時工具的局限性,以及驅動力、擒縱機構等核心技術突破如何推動瞭腕錶和座鍾的誕生。重點分析天文鍾、航海鍾等對精密計時精度要求的提升,如何反嚮推動瞭材料學和加工工藝的革新。通過對曆史文獻和實物圖片的考證,揭示不同曆史時期文化背景對鍾錶設計風格和技術路綫的影響。 1.1 早期計時器的局限性與驅動力研究 水鍾(Clepsydra)的流量不穩定性及其修正嘗試。 沙漏與日晷在不同地理緯度下的誤差分析。 早期機械裝置中對重力勢能的初步利用。 1.2 中世紀機械鍾的結構基礎 逃逸機構的早期形態: 分析早期的杠杆式和十字輪式擒縱裝置的工作原理及效率。 齒輪傳動係的數學基礎: 探討齒輪比的計算方法在確定走時精度中的作用。 發條與動力存儲技術: 從早期使用重物到發明捲緊式發條的技術過渡。 1.3 航海計時與天文鍾的挑戰 經度問題的驅動: 探討對高精度、不受環境影響的計時設備的需求,及其如何催生瞭擺輪遊絲係統的改進。 溫差補償技術: 對黃銅、鋼、水銀等不同材料在溫度變化下熱膨脹係數差異的利用與矯正。 第二章:擒縱機構的精細化與調速原理 擒縱機構被譽為機械鍾錶的心髒,本章將聚焦於十八世紀至今,各類復雜擒縱係統的工作機製、效率優化及應用場景。內容將細緻剖析各種擒縱輪、擒縱叉與擺輪之間的能量傳遞過程,並結閤現代有限元分析(FEA)方法,探討其在微觀層麵上的摩擦、衝擊與磨損特性。 2.1 經典錨式擒縱的深入分析 標準錨式擒縱的嚙閤角與走時穩定性: 講解如何通過調整紅寶石軸瓦的位置來優化能量輸入。 停擺現象(Tick-stopping)的原因與解決: 分析在低擺幅或外部振動乾擾下,擒縱係統失靈的機理。 2.2 芝麻鏈與恒力裝置的應用 芝麻鏈(Fusee): 詳細闡述其對剋服發條扭矩衰減的作用,尤其在垂直放置的座鍾中的重要性。 恒力擒縱器的結構與優勢: 比較依靠小發條或特殊彈簧提供恒定脈衝的幾種恒力裝置的設計差異。 2.3 現代高頻與低摩擦擒縱係統 同軸擒縱(Co-Axial Escapement): 闡述其減少摩擦、提高潤滑持久性的設計哲學,並對比傳統擒縱的效率損失。 自然擒縱(Natural Escapement): 分析其如何嘗試使每一次擺動接收到等量的能量衝擊,以達到理論上的等時性。 第三章:材料科學在精密製造中的應用 鍾錶製造業是檢驗材料性能的嚴苛試驗場。本章將探討現代冶金學、閤金學和錶麵處理技術如何為提高耐用性、抗磁性和走時穩定性提供物質基礎。 3.1 擺輪與遊絲的材料革命 矽質材料(Silicon): 介紹微電子加工技術在製造矽遊絲(如Nivarox-100的替代品)中的應用,及其卓越的抗腐蝕性、抗磁性和低密度優勢。 Nivarox閤金係: 深入分析鎳、鈷、鐵、鉻等元素的精確配比如何實現極低的溫度係數,確保走時不受環境溫度影響。 3.2 潤滑劑與摩擦控製 閤成油與乾性潤滑劑: 對比傳統礦物油與現代全氟聚醚(PFPE)類閤成潤滑劑在粘度、蒸發性和對金屬惰性方麵的錶現差異。 PVD/DLC鍍膜技術: 探討在關鍵接觸麵(如擒縱輪齒麵)應用類金剛石鍍膜以減少潤滑依賴和磨損的研究。 3.3 抗磁性設計與結構防護 馮·諾依曼(Von Neumann)抗磁環: 分析在機芯周圍設置的高導磁性金屬罩如何偏轉外部磁場。 非鐵磁性材料的選型: 介紹鈹青銅、特定等級的不銹鋼和陶瓷材料在機芯中的應用,以降低對電子元件的乾擾。 第四章:復雜功能模塊的機械實現 機械錶復雜功能(Complications)的實現是機械設計智慧的集中體現。本章將重點解析萬年曆、陀螺儀、三問報時等復雜機構的齒輪傳動邏輯和微型化挑戰。 4.1 調速機構的創新 陀螺儀(Tourbillon): 詳細圖解陀螺儀的擒縱係統和遊絲如何以鏇轉運動抵消重力對擺輪的影響。分析單軸、雙軸及平颱式陀螺儀的結構差異和效能評估。 擺輪的諧振與補償: 探討通過改變擺輪的幾何形狀或增加附加質量來修正因地心引力微小變化導緻的計時偏差。 4.2 復雜指示機構的驅動與邏輯 萬年曆(Perpetual Calendar): 深入解析其如何利用凸輪、杠杆和齒輪組精確模擬月份長度(包括閏年2月29日)的機械計算過程。 三問報時(Minute Repeater): 剖析其復雜的打簧、報時和報刻的機械記憶與驅動係統,以及“音簧”的材料選擇和音質調校方法。 4.3 微型化與集成化挑戰 微米級加工精度: 介紹電火花加工(EDM)、激光切割和超精密磨削技術在製作直徑小於1毫米的零件時的應用。 模塊化設計: 分析現代製錶業如何通過預先組裝和測試的獨立功能模塊來簡化復雜機芯的裝配流程和質量控製。 第五章:現代計量學與質量控製 本章探討在現代工業標準下,如何對精密機械鍾錶的性能進行客觀、量化的評估與校準,確保其符閤國際標準(如ISO 3159)。 5.1 走時精度的測試標準 日誤差的測量與記錄: 介紹五位測試(Five Positions Testing)的標準流程,以及不同位置間的誤差差異分析。 等時性(Isochronism)的量化: 如何通過測量不同振幅(如300°到180°)下的走時速率變化來評估遊絲的性能。 5.2 動態性能評估 振幅與節拍的監測: 使用光學或聲學設備實時記錄擺輪的擺動角度和擒縱機構的敲擊頻率。 動力儲存測試: 對比不同發條材料和上鏈效率對實際可用動力時間的影響。 5.3 壽命預測與加速老化測試 摩擦模型與壽命預測: 利用接觸力學理論和已知的材料摩擦係數,預測關鍵運動部件的預期磨損壽命。 環境壓力測試: 對溫度、濕度和加速度衝擊進行極端模擬,以驗證機芯的結構完整性和密封性能。