《神经干细胞研究技术与应用》重点介绍神经干细胞的实验研究技术,以及对神经系统有关疾病移植治疗的应用研究。在实验技术部分主要包括神经干细胞的鉴定方法、神经嵴干细胞系永生化的建立、蛋白质组学和高通量基因表达的分子生物学分析、神经干细胞的标记、转基因和基因治疗、克隆性神经干细胞、iPS细胞技术与神经干细胞的研究等。在应用研究方面,除了对神经系统疾病的治疗研究外,并对其有关的问题和政策法规等进行介绍。
全书内容新颖系统和全面,突出前瞻性和实用性,注重实验技术的有关操作步骤,可供神经科学基础与临床专业人员、本科生和研究生,以及从事细胞生物学、细胞工程和干细胞研究等人员阅读和实验参考。
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本书由我和刘民培教授共同负责主编。刘民培教授曾和他的恩师、我国干细胞研究的奠基人吴祖泽院士一起研究的“造血干细胞群的不均一性与动力学研究”于1987年获得国家自然科学奖二等奖。此后,他仍继续关注国内外干细胞的研究,并一直跟踪这方面的动态和信息,以及进行有关的探讨。1992年起,获国务院政府特殊津贴终身享受奖励。他己主编学术专著8部大约700余万字,其中干细胞方面的有3部近400万字。2015年,被国家出版基金管理委员会、国家出版基金规划管理办公室聘为国家出版基金评审专家。
在现代科学技术中,不管“阿尔法狗”等是怎样的智能、尖端、神奇和奥秘,这些都是人类智慧的结晶和大脑的产物。人脑的神经细胞数量超过千亿,相当于银河系星体的总数。其神经细胞连接点的“突触”数量又是神经细胞的1000倍,达到1014。这些细胞构成极端复杂而庞大的神经环路和网络,使人类得以产生感觉、形成意识、学习记忆,拥有思维和认知能力。这些环路每秒可完成高达千万次的动态链接,人类大脑储存的信息相当于美国国会图书馆藏书总量的50倍。因此,揭示人类大脑的奥秘己成为当代生命科学研究面临的大挑战。
在21世纪“脑科学时代”的神经科学研究领域中,鉴于神经干细胞的特性、修复、再生与重建功能等现已成为当前研究的热点和前沿课题。此书是在即将由我国好的的科学出版社出版的《神经干细胞基础与培养》的基础上编写的,共计两篇31章。其中全面系统地介绍了目前国内外在神经干细胞实验研究中的有关技术,以及在治疗应用方面的主要内容。在所编的内容中,力求做到新颖、实用和操作性强。而且,尽力把各方面有关内容的特点、现状、存在问题和研究前景等呈献给广大读者,力争为我国神经干细胞的研究贡献绵薄之力。
在本书的编写中,得到许多同仁的真诚鼓励、热心支持和大力帮助。参加编写的各位同道在十分繁忙的临床等工作中,克服各种困难认真撰稿,反复修改。值此,对这些关心、支持和厚爱此书,并对本书做出贡献的志士仁人,特别是对科学出版社的领导、责任编辑等一直给予的指点、帮助和辛勤付出表示衷心的感谢!
神经干细胞研究的发展十分迅速,有些方法和技术均在不断地更新和发展。由于编著者水平有限,加之时间关系,难免有不妥、遗漏及错误之处,祈望各位读者予以批评指正,以使本书更臻完善。
目录
前言
上篇 神经干细胞的实验技术
第一章 神经干细胞研究的有关实验条件3
第一节实验室的基本要求3
第二节主要的仪器设备8
第三节常用试剂9
主要参考文献11
第二章 神经干细胞的鉴定13
第一节概述13
第二节神经干细胞的电生理学测定16
第三节LacZ标记神经干细胞的电子显微镜检测18
第四节神经干细胞的端粒酶分析25
第五节神经干细胞的染色体分析31
第六节神经干细胞分化的鉴定36
第七节神经干细胞体外迁移的测定39
第八节荧光金对神经元投射的解剖学示踪45
第九节神经干细胞凋亡的测定47
第十节神经干细胞培养的克隆分析54
第十一节成体神经干细胞的标志物鉴定58
第十二节体外标记神经干细胞移植后不同表型的鉴定71
主要参考文献76
第三章 克隆性神经干细胞78
第一节概述78
第二节克隆技术及分类80
第三节体细胞核移植83
第四节胚胎干细胞的建立98
第五节胚胎干细胞源性神经干细胞103
主要参考文献105
第四章 绿色荧光蛋白转基因小鼠神经干细胞的培养与鉴定109
第一节概述109
第二节绿色荧光蛋白转基因小鼠的制备109
第三节转基因小鼠神经干细胞的培养及鉴定113
第四节移植治疗的实验研究115
第五节基因操控和细胞标记的电穿孔技术118
主要参考文献122
第五章 iPS细胞技术与神经干细胞研究124
第一节概述124
第二节基本原理129
第三节人iPS细胞的制备136
第四节问题与展望140
主要参考文献143
第六章 神经干细胞的分子生物学分析147
第一节概述147
第二节神经干细胞的RT-PCR差异基因表达分析148
第三节神经干细胞高通量基因表达的分析159
第四节神经干细胞及祖细胞的分析163
第五节神经干细胞蛋白质组学的双向凝胶电泳分析法166
主要参考文献171
第七章 神经干细胞介导的基因治疗173
第一节概述173
第二节永生化神经干细胞系的建立183
第三节基因转移技术190
第四节基因组编辑技术195
第五节神经干细胞介导基因治疗的问题与展望198
主要参考文献200
第八章 神经干细胞移植治疗神经变性疾病的实验研究203
第一节概述203
第二节实验材料204
第三节实验方法206
第四节问题与展望212
主要参考文献214
第九章 神经干细胞实验研究的常用动物模型216
第一节脑损伤动物模型216
第二节脊髓损伤动物模型220
第三节退行性神经疾病的神经干细胞模型224
第四节脑缺血动物模型230
第五节帕金森病动物模型238
第六节亨廷顿病动物模型246
第七节阿尔茨海默病动物模型251
第八节癫痫动物模型257
主要参考文献269
第十章 神经干细胞的冻存、复苏及运输270
第一节概述270
第二节神经干细胞的冻存271
第三节神经干细胞的复苏274
第四节神经干细胞的运输276
主要参考文献277
下篇 神经干细胞移植治疗的应用研究
第十一章 神经干细胞移植治疗前的准备工作281
第一节移植治疗的实验室要求281
第二节神经干细胞的制备287
第三节神经干细胞的质量控制检测287
主要参考文献296
第十二章 神经干细胞移植技术298
第一节概述298
第二节神经干细胞静脉注射移植术300
第三节神经干细胞脑室内或腰穿注射移植术304
第四节神经干细胞精确定位移植技术309
第五节中枢神经系统干细胞移植的要求320
第六节神经干细胞移植标记示踪技术322
第七节成年啮齿动物神经干细胞的移植方法334
主要参考文献341
第十三章 神经干细胞移植治疗前后的处理343
第一节移植前的处理343
第二节神经干细胞移植后的一般处理351
第三节神经干细胞移植患者的营养支持治疗353
第四节神经功能康复训练365
第五节神经干细胞移植治疗后的护理370
主要参考文献374
第十四章 中枢神经系统疾病的神经干细胞治疗376
第一节中枢神经系统疾病治疗的有关细胞376
第二节多能神经干细胞的治疗作用387
第三节人神经嵴干细胞系的永生化建立、特性及移植作用392
第四节NT2N细胞在神经移植治疗中的临床前研究399
第五节极小胚胎样干细胞的神经再生作用405
第六节神经干细胞移植治疗的影响因素413
主要参考文献415
第十五章 成体少突胶质祖细胞的移植治疗研究418
第一节概述418
第二节成体少突胶质祖细胞的研究419
第三节少突胶质祖细胞的特性420
第四节少突胶质祖细胞的实验治疗研究423
主要参考文献426
第十六章 神经干细胞移植治疗脑出血性疾病428
第一节概述428
第二节脑出血性疾病的诊断与治疗433
第三节神经干细胞治疗脑出血的实验研究435
第四节神经干细胞治疗脑出血的临床实验研究437
主要参考文献440
第十七章 神经干细胞移植治疗缺血性脑卒中441
第一节概述441
第二节缺血性脑卒中的诊断与治疗449
第三节神经源性干细胞移植治疗脑缺血卒中的作用453
主要参考文献459
第十八章 神经干细胞移植治疗脑损伤461
第一节概述461
第二节脑损伤导致神经功能损害的诊断与治疗467
第三节神经干细胞治疗重型颅脑伤后遗症的实验研究475
第四节神经干细胞治疗脑损伤的临床研究481
主要参考文献483
第十九章 神经干细胞移植治疗脊髓损伤485
第一节概述485
第二节脊髓损伤的检查与诊断487
第三节脊髓损伤的一般治疗490
第四节神经干细胞治疗脊髓损伤的动物实验研究493
第五节神经干细胞治疗脊髓损伤的临床实验研究498
主要参考文献501
第二十章 神经干细胞移植治疗长期昏迷503
第一节概述503
第二节持续性植物状态的发病与苏醒机制505
第三节检查诊断与治疗509
第四节临床和实验研究516
主要参考文献518
第二十一章 神经干细胞移植治疗周围神经损伤的研究519
第一节概述519
第二节周围神经损伤检查诊断与治疗523
第三节神经干细胞对周围神经损伤的治疗作用527
主要参考文献531
第二十二章 神经干细胞移植治疗癫痫533
第一节概述533
第二节癫痫的诊断和治疗538
第三节神经干细胞在癫痫治疗中的作用546
主要参考文献548
第二十三章 神经干细胞移植治疗阿尔茨海默病550
第一节概述550
第二节阿尔茨海默发病的可能机制552
第三节阿尔茨海默病的检查诊断及治疗554
第四节神经干细胞移植治疗阿尔茨海默病的作用研究559
主要参考文献562
第二十四章 神经干细胞移植治疗帕金森病564
第一节概述564
第二节诊断与治疗572
第三节神经干细胞移植治疗帕金森病的作用577
主要参考文献585
第二十五章 神经干细胞移植治疗恶性脑胶质瘤587
第一节概述587
第二节脑胶质瘤的诊断与治疗588
第三节神经干细胞移植治疗胶质瘤的动物实验研究593
第四节神经干细胞在治疗胶质瘤中的作用603
主要参考文献604
第二十六章 神经干细胞移植治疗小儿脑瘫607
第一节概述607
第二节诊断与治疗612
第三节动物实验研究616
第四节神经干细胞对小儿脑瘫治疗作用的研究619
主要参考文献621
第二十七章 神经干细胞移植治疗失语症624
第一节概述624
第二节分类分级及临床表现627
第三节失语症的检查与诊断637
第四节失语症的治疗642
第五节神经干细胞移植治疗失语症的应用研究645
主要参考文献646
第二十八章 神经源性干细胞移植治疗脱髓鞘疾病648
第一节概述648
第二节脱髓鞘病的诊断与治疗650
第三节脱髓鞘疾病的动物实验研究653
第四节神经源性干细胞移植治疗的临床实验研究656
主要参考文献657
第二十九章 神经干细胞移植治疗小脑萎缩性疾病660
第一节概述660
第二节 病因、临床表现特点与治疗661
第三节动物实验研究672
第四节临床神经干细胞移植治疗的作用673
主要参考文献675
第三十章 神经干细胞移植治疗肌营养不良病678
第一节概述678
第二节肌营养不良病的治疗及预后681
第三节基因与干细胞移植治疗肌营养不良病的应用研究682
主要参考文献686
第三十一章 神经干细胞移植治疗精神障碍688
第一节概述688
第二节诊断与治疗693
第三节神经干细胞治疗精神障碍的作用697
主要参考文献700
附录一《干细胞临床研究管理办法(试行)》解读703
附录二英汉名词对照707
彩图
本书对近年来国内外在有关神经干细胞研究方面的最新成果和主要进展作了系统和全面地介绍。书中主要由绪论、神经干细胞的基础理论、神经干细胞的实验技术及神经干细胞移植治疗的应用研究四大部分组成,分为51章,共计大约100万字,图片200幅左右。全书主要包括神经干细胞研究的相关基础理论、干细胞的来源、细胞纯化、诱导分化、神经干细胞的生物学特性及鉴定、应用神经干细胞移植治疗神经系统损伤和疾病,以及从动物实验到临床研究的有关认识与展望。