发育神经生物学——Developmental Neurobiology
出版：Garland Science
索书号： Q42/B577/2018/ Y
ISBN: 978-0-8153-4482-7
藏书地点： 武大外教中心
在所有神经系统里，脊椎动物神经系统不同部位的神经元都相当类似。正是神经元的数目和类型以及相互联系的方式将一个脑区同另一个脑区加以区别。不论是简单的反射应答还是复杂的心理反应，行为都产生于适当相互连接的细胞之间的信号模式。
在神经元通路结构中，复杂的数值更多抵消了这一基本的简单模式。即使一个相对简单的行为也包含许多神经元的活动。我们塑造行为对环境刺激产生应答，根据感觉形成我们所知道的环境，这些感觉有：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、痛觉和身体运动感觉。感觉开始于外周对一种或另一种刺激敏感的感官细胞，这些细胞编码有关刺激的信息，例如部位和强度。感受器反过来兴奋同脊髓中离散神经元相联系的感觉神经元。之后，在来自其它所有感受器的信息背景下，脑干、丘脑和大脑皮质分析来自每个感受器的信息。
感觉信息在一系列信息传递中加工，信息传递中的信息加工越往后越复杂。感觉纤维有条不紊地从外周投射到中枢，从脑的一个部分投射到下一个部分，在脑内形成有组织的感官表面神经地形图。其实，许多感觉系统都有几个连续的通路同时加工不同类型的信息。大脑最初分析感觉信息的方式，就是一个感觉系统不同部分和所有感觉系统结合在一起对感觉信息进行平行加工。此外，感觉系统产生的感知觉吸收了杏仁核与海马的活动，杏仁核为感知觉增添情绪色彩，而海马储存长时记忆中的感知觉因素。最后，感觉体验发动和指挥行为：升支和运动系统发生联系，运动系统将信号沿运动通路传达到脊髓用以反射和意志运动。
神经系统有两种解剖上独立的成分，外周神经系统和中枢神经系统（CNS）。CNS包括脑和脊髓，脑由六个部位组成，每一部位可细分为解剖和功能不同的区域，为延髓、脑桥、小脑、中脑、间脑、大脑半球或端脑。每一部分都见于双侧半球，大小和形状可能有所不同。
所有行为都受中枢神经系统调节。周神经系统由专门的神经元丛（神经节）和外周神经组成，将信息传递到CNS，CNS评估信息的意义并产生适当的行为反应，这些任务的完成需要复杂的解剖程序。尽管此复杂性，在一个种系内部的个体与个体之间神经系统的结构极其相似。了解脑内神经元的结构和信息通路，不仅有利于理解脑的正常功能，而且有利于识别神经疾病期间受到扰乱的特定区域。
《发育神经生物学》一书于2018年由Garland Science出版社出版，作者为Lynne M. Bianchi 。
《发育神经生物学》一书，作者结合近年发育神经生物学的进展，着重介绍了神经系统从发育至老化中的有关问题及其分子调控与研究方法，以及中枢神经系统的可塑性，神经系统的发育、再生与细胞编程性死亡，神经营养因子，脑内移植，发育与肿瘤的相关性。
《发育神经生物学》是生物学实验室不可或缺的工具用书，适用于发育生物学、神经科学等相关专业的高年级本科生、研究生，也可作为教师的教学和科研参考书，亦可供神经科学及生命科学相关领域的研究人员参考。
《发育神经生物学》一书作为发育生物学专业研究读物，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1.书涉及众多的热点的问题，包括神经系统发育及老化的分子调控与研究方法，以及中枢神经系统的可塑性，神经系统再生，神经营养因子，脑内移植，发育与肿瘤的相关性等，内容全面充实，读者能够从本书了解神经系统发育的相关内容。
2.本书最后还增添了术语表和索引，为非本专业的读者理解专业术语以及查询相关名词提供了很大的方便。
3.书图表丰富，读者能够结合清晰的图表更加清楚的理解相关的知识。
总的说来，《发育神经生物学》一书为想要了解细胞内神经系统的发育及其分子调控机制，细胞分化与程序性死亡的人员提供了清晰的导读路径，作为细胞生物学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录：
前言
致谢
导师获取资源的途径
第一章 发育神经生物学专业领域的介绍
1. 神经系统的细胞组成和解剖结构
中枢和外周神经系统由神经元和神经胶质细胞组成
神经系统由三种神经轴组成
2. 中枢神经系统(CNS)和外周神经系统(PNS)的起源
脊椎动物的神经管是许多神经结构的起源
未来的脊椎动物中枢神经系统区域处于神经发育的早期阶段
脊椎动物中发育事件的时间点
无脊椎动物神经系统中解剖区域和发育事件时间点的绘制
果蝇中枢神经系统(CNS)和外周神经系统(PNS)产生于不同的外胚层区域
秀丽隐杆线虫中细胞谱系的绘制
3.神经系统发育中的基因调控
神经系统发育中用来标记基因和蛋白质的实验技术
交替性发育作为了解正常发育过程的一种方式
总结
深入阅读
第二章 神经诱导
1. 胚胎发生过程中神经组织的建立
原肠胚形成产生了影响神经诱导的新细胞和组织间联系
2. 神经诱导研究的早期发现
两栖动物模型在早期的神经胚胎学研究中得到应用且至今仍很流行
背裂孔唇的一个区域组织形成两栖动物体轴并诱导神经组织的形成
研究器官的神经诱导剂花了几十年的时间
新的组织培养方法和细胞特异性标记物促进了神经诱导剂的研究
3. 神经诱导:下一阶段的研究发现
对中胚层诱导物的研究表明，神经诱导可能包括去除动物cap衍生信号
激活素受体的突变阻止了外胚层和中胚层的形成，但导致了神经组织的形成
现代分子方法导致了三种新型神经诱导剂的鉴定
4. 头蛋白、卵泡抑素和腱蛋白抑制表皮诱导
对表皮诱导的研究揭示了神经诱导的机制
果蝇神经诱导因子的发现有助于建立一种新的表皮和神经诱导模型
BMP信号通路均受SMADS调控
在某些情况下，其他信号通路也可能影响神经诱导
物种差异可能决定神经诱导所需要额外通路
总结
深入阅读
第三章 前后轴的分割
1.神经管的形成
神经管的早期分割有助于建立后续的神经结构组织
诱导头部和尾部结构所需信号分子的时空变化
激活、转换和抑制信号相互作用形成A/P轴
2. 前脑区域
胚胎外组织的信号形成前脑区域
前脑节段具有不同的基因表达模式
信号分子阻止Wnt在前脑区域的活动
3. 中脑和后脑区的区域
内在信号构成中脑-前后脑的模式
多种信号相互作用以形成峡部前后部的结构
小脑的发育需要纤维母细胞生长因子（FGF）
FGF异构体和细胞内信号通路影响小脑和中脑发育
FGF和Wnt相互作用形成A/P轴
4. 菱脑原节：后脑的一部分
细胞通常不会在相邻的菱脑原节之间迁移
一些负责建立和维持后脑区域的信号已经被识别出来
5. 调节后脑分割的基因
果蝇的身体结构是研究特定基因在分割中作用的一个很好的模型
在建立片段同一性方面活跃的同源基因在物种间是保守的
一组独特表达的Hox基因定义了每个菱脑原节的模式和细胞发育
维甲酸调节Hox基因表达
RA降解酶Cyp26有助于调节Hox基因在后脑中的活动
RA和FGF相互作用分别形成后菱形细胞和脊髓
Cdx转录因子调节Hox基因在脊髓中的表达
总结
深入阅读
第四章 背腹轴的形成模式
1. 后脊椎动物神经管中的解剖学标志和中心信号
脑室界沟作为解剖学上的标志将感觉和运动区域分隔开来
顶板和底板通过影响基因表达模式来影响背侧和腹侧神经管的细胞群
2. 后神经管中腹侧信号和运动神经元的形成模式
管脊索是特异化腹侧结构所必需的
音猬因子（Shh）对底板和运动神经元的诱导是必要的
Shh浓度的变化调节腹侧神经元亚型的诱导
基因被Shh梯度激活或抑制
Shh结合并调控补丁受体的表达
RA和FGF信号也用于腹侧的形成
3. 后神经管的背侧形成
TGFb相关分子有助于形成背神经管
顶板信号分子使背侧间质神经团形成
与BMP相关的信号形成A类间神经元
BMP样信号通路受SMADS调控
Wnt信号通过p-catenin通路影响背神经管发育
BMP和Shh的梯度浓度相互拮抗形成神经管的D/V区
4. 前神经D/V区的形成
顶板信号通过与Shh信号通路相互作用形成前D/V轴
Zic通过整合背侧和腹侧信号通路来调节D/V轴特定区域
细胞沿A/P轴的定位影响它们对腹侧Shh信号的回应
对出生缺陷的分析揭示了D/V模式分子在正常发育中的作用
总结
深入阅读
第五章 神经元的增殖和迁移
1. 神经发生和神经胶质发生
科学家们争论神经元和神经胶质是否起源于两个不同的细胞群
前体细胞核在顶部和基底表面之间移动
动力间运动与细胞周期的各个阶段有关
细胞分裂程度和蛋白质分布的模式决定了细胞是增殖还是迁移
不同的蛋白集中在祖细胞的顶端和基底极
细胞的增殖速度和细胞周期的长度随时间而变化
2. 中枢神经系统中的细胞迁移
在新皮质中，新生成的神经元处于过渡层
大多数神经元沿着径向胶质细胞运动到达皮质板细胞
皮质板细胞由内而外呈层状排列
皮层迁移模式的改变导致人类出现临床综合征
Cajal-Retzius细胞释放蛋白Reelin，这是一种迁移神经元的停止信号
皮质间质神经元通过切向迁移到达目标区域
小脑的细胞迁移模式反映了其独特的组织结构
小脑神经元产生于两个增殖区
肌动蛋白和神经调节素促进小脑皮质的颗粒细胞从外到内的迁移
突变小鼠为小脑的神经元迁移过程提供了线索
3. 外周神经系统的迁移:以神经嵴细胞为例
神经嵴细胞从神经板边缘出现
不同轴向水平的神经嵴细胞构成特定的细胞群
颅神经嵴在头部形成结构
多种机制用于指导神经嵴的迁移
干性神经嵴细胞受容许性和抑制性信号的支配
黑色素细胞的迁移路线与其他神经嵴细胞不同
总结
深入阅读
第六章 细胞决定和早期分化
1. 侧抑制和Notch受体信号
侧抑制指示果蝇神经源性区域的未来神经元
侧抑制指示脊椎动物脊髓的神经前体条纹
2. 无脊椎动物神经系统的细胞决定
果蝇PNS细胞沿着表皮区域生长，并在不同水平的Notch信号活性下发育
神经节母细胞产生果蝇中枢神经系统神经元
GMCs中的根尖极性蛋白和基底极性蛋白进行不同的分离
细胞定位和转录因子的时间表达影响细胞的决定
3. 脊椎动物中枢神经系统神经元的命运决定机制
转录因子表达的变化介导小脑颗粒细胞的程序性发育
时间线索有助于调节大脑皮层神经元的命运
表观遗传因子影响脊椎动物神经元的决定和分化
4. 神经嵴源性神经元的决定与分化
环境线索影响副交感神经和交感神经的命运
交感神经在发育后期可以改变神经递质的产生
5. 外周和中枢神经系统中髓鞘神经胶质的决定
神经调节素影响视神经PNS前体细胞中髓鞘化雪旺细胞的决定
视神经前体细胞用于研究少突胶质细胞的发育
当少突胶质细胞开始形成时，体内的时钟就会建立起来
6. 特异感觉细胞的发育
细胞与细胞的接触调节果蝇复眼细胞的命运
细胞间接触和基因表达模式建立了R1-R7光受体细胞类型
脊椎动物内耳细胞起源于耳囊泡
Notch信号使Corti器官中的毛细胞特异化
脊椎动物视网膜的细胞来源于视杯
脊椎动物的视网膜细胞按特定的顺序产生并以精确的模式组织起来
时间同一性因素在脊椎动物视网膜发育中起着重要作用
总结
深入阅读
第七章 神经突产物、轴突路径查询和初始目标选择
1. 生长锥运动和路径找寻
早期神经生物学家确定生长锥作为能动的神经纤维
体外和体内实验证实神经元细胞体分泌神经突产物
底物结合影响细胞骨架结构促进生长锥运动性能
肌动蛋白结合蛋白质调节肌动蛋白的聚合与解聚
Rho家族GTP酶会影响细胞骨架动力学
2. 体外和体内的生长锥底物偏好性
体外研究证实生长锥主动选择有利于延伸的底物
细胞外基质分子和生长锥受体相互作用指导神经突的延伸
先锋轴突延伸和轴突束束化的作用
无脊椎动物模型的研究形成标记的通路假说
束蛋白在轴突表面表达
脊椎动物运动神经元依赖于局部指导线索
有几种分子可以帮助引导运动轴突向肌肉延伸
3. 脊髓连合轴突的中间线靶点
脊椎动物胚胎中，连合中间神经元的轴突被附着到底板上
层粘连蛋白类中线指导线索在无脊椎动物和脊椎动物模型发现
同源受体调节中线吸引力和排斥力指导线索
缝蛋白质提供在中线的额外的指导线索
缝蛋白质通过激活Roho受体抵制合缝处的轴突远离中线
Roho信号由表达在连合轴突的额外的蛋白质调控
Shh磷酸化拉链编码结合蛋白，增加肌动蛋白的局部翻译和调控脊椎动物连合轴突在中线的生长
4. 视网膜背盖系统和化学亲和性假说
早期科学家主要研究的是调节轴突靶标识别的物理线索和神经活动
两栖类视网膜神经节细胞轴突再生重建神经连接
正常和实验条件下发现视网膜顶叶图谱
一些实验证据与化学亲和假说相违背
“条纹试验”显示出对颞部视网膜轴突的生长偏好
20世纪90年代发现了视顶盖化学亲和线索
Eph/ephrin信号被证明比最初认为的更为复杂
轴突自我回避轴突作为化学亲和性的机制
总结
深入阅读
第八章 神经元生存和细胞程序性死亡
1. 生长因子调节神经元存活
神经细胞的死亡最初并没有被认为是一个正常的发育事件
研究表明靶组织的大小影响神经元存活的数量
一些肿瘤组织模仿额外的肢体芽对神经纤维生长的影响
体外研究引导出生物测定方法以研究神经生长因子
释放该因子的肉瘤180是一种蛋白质
神经生长因子是在唾液腺中发现的
并不是所有的神经元群都对神经生长因子有反应，该认知导致了脑源性神经营养因子的发现
2. NGF信号传导机制和神经营养因子受体
NGF从神经末梢逆行转运至细胞体
首次在PC12细胞系中发现NGF受体
Trk受体的激活刺激多种细胞内信号通路
全长Trk受体与截断的Trk受体或p75NTR相互作用进一步影响细胞存活
其他生长因子也调节神经元的存活和生长
以睫状体神经节神经元发育为基础，分离出睫状体神经营养因子
CNTF受体需要多种成分才能发挥作用
与CNTF无关的生长因子促进发育的CG和运动神经元的存活
3. 神经系统发育中的细胞程序性死亡
研究表明细胞死亡是一个依赖于蛋白质合成的活性过程
秀丽隐杆线虫中发现了细胞死亡基因
秀丽隐杆线虫的ced基因和egl基因的同系物参与了哺乳动物凋亡通路
p75NTR和神经营养因子的前体形式有助于在发育过程中介导神经元死亡
总结
深入阅读
第九章 突触的形成和重组 第一部分:神经肌肉连接
1. 外周和中心神经系统中化学突触的发育
突触前和突触后细胞的相互信号导致独特的突触元件的形成
2. 脊椎动物的神经肌肉作为突触形成的模型
在NMJ中突触前运动轴突释放乙酰胆碱使突触后肌细胞去极化
在脊椎动物发育过程中，肌纤维的神经支配密度发生了变化
突触基板是NMJ组织信号的部位
运动神经元释放的聚蛋白后，AChRs在突触前神经末梢的对面聚集
基于其他观察，聚蛋白假说得到了修正
受体成分MuDK和Lrp4介导的聚蛋白信号传递
Rapsyn将AChRs连接到细胞骨架上
AChR亚基在神经终端附近的细胞核中合成
围生期雪旺细胞在NMJ突触的形成与维护中起作用
突触基板浓缩了突触前发育和与后连接褶皱对齐所需要的基板
3. 神经肌肉连接处突触消除的模型
神经肌肉活动的相对水平决定了在终板上保留哪些末端分支
BDNF和前BDNF是保护和惩罚信号的候选因子
突触周围的雪旺细胞影响突触连接稳定性
总结
深入阅读
第十章 突触的形成和重组 第二部分:中枢神经系统中的突触
1. 中枢神经系统中的兴奋和抑制性神经元
在兴奋和抑制性突触中许多突触前和突触后元素是相似的
在兴奋但不抑制的神经元中发现突触后密度是一个细胞器
细胞粘附分子调节突触联接的初始稳定
神经激肽和神经信号蛋白也能诱导突触联系和稳定突触元素的形成
相互信号调节突触前和突触后发育
树突棘具有高度的运动性并积极寻找突触前伙伴
BDNF影响树突棘的运动性和突触形成
Eph/ephrin双向信号调节突触前的发育
Eph/ephrin信号启动多个细胞内通路来调节突触后脊椎和轴突触的形成
Wnt蛋白影响中枢神经系统中突触前和突触后的特异化
不同的Wnt在兴奋和抑制性突触中调节突触后发育
神经胶质细胞导致中枢神经系统突触发生
2. 中枢神经系统中的突触消除与重组
脊椎动物视觉系统是研究突触消除和重组的常用模型
自发的视网膜活动波稳定了LGN中选定的突触
神经元之间的竞争决定了哪些突触连接是稳定的
早期视觉体验中的神经活动在初级视觉皮层中建立了眼优势柱
内稳态可塑性有助于突触活动
内在的线索和环境的线索继续影响着各个年龄段的突触组织
总结
深入阅读
术语表
索引