在地面模擬太空失重環(huán)境，解決了在軌空間站科研投入成本高昂，環(huán)境資源受限等難題！

北京基爾比生物科技公司研制生產(chǎn)的（Rotary cell culture system微重力旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)RCCS）

（一）微重力3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)-功能應(yīng)用

通過連續(xù)實時定量監(jiān)測模擬環(huán)境的重力變化，便于觀測模擬微重力或超重力效應(yīng)下細(xì)胞、組織等變化規(guī)律和實現(xiàn)對實驗環(huán)境的調(diào)節(jié)，且可直接放進(jìn)培養(yǎng)箱，方便細(xì)胞的培養(yǎng)。

模擬太空環(huán)境：微重力可以模擬太空中的生理環(huán)境，這對于研究太空生物學(xué)和生命科學(xué)具有重要意義。特別是在研究宇航員在太空中的健康問題、提高太空任務(wù)的安全性和成功率方面，微重力培養(yǎng)細(xì)胞提供了有力的實驗手段。

加速細(xì)胞衰老：微重力可以加速細(xì)胞的衰老過程。例如，在國際空間站上培養(yǎng)的大腦、心臟等類器官，微重力條件可以加速這些類器官的衰老，有助于科學(xué)家們確定衰老是如何發(fā)生的，并設(shè)計相應(yīng)的預(yù)防措施。

藥物篩選與優(yōu)化：在微重力環(huán)境下，細(xì)胞對藥物的反應(yīng)可能會發(fā)生變化，這有助于研究人員篩選和優(yōu)化藥物，揭示藥物的新作用機(jī)制和潛在療效。

（二）微重力3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)-產(chǎn)品特點及優(yōu)勢

微重力3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)能夠更好地模擬生物體內(nèi)細(xì)胞存活的自然環(huán)境，保持細(xì)胞間相互作用和更逼真的生化和生理反應(yīng)。即使在簡單的球體模型中，也能形成氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、代謝物和可溶信號的梯度，形成多樣化的細(xì)胞群體。由于3D細(xì)胞培養(yǎng)更接近真實生理狀態(tài)，因此研究結(jié)果更貼近實際情況，提高了實驗的可靠性和準(zhǔn)確性。它能夠更好地模擬細(xì)胞之間的相互作用、細(xì)胞的形態(tài)和功能，以及藥物對細(xì)胞的影響。

3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)具有更高的標(biāo)準(zhǔn)化和可控制性，可以減少實驗誤差，提高實驗的可重復(fù)性。通過優(yōu)化3D培養(yǎng)條件，可以進(jìn)一步提高實驗的可靠性和穩(wěn)定性。

3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)可以更好地模擬人體對藥物的反應(yīng)，從而提高藥物篩選的效率。通過3D培養(yǎng)，可以更準(zhǔn)確地評估藥物的毒性、藥效和代謝過程，為新藥研發(fā)提供更有價值的參考。

3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)可以模擬多種疾病的發(fā)生和發(fā)展過程，為疾病研究提供新的手段和方法。通過實現(xiàn)持續(xù)灌流和恒定剪切力，可以研究疾病細(xì)胞與正常細(xì)胞之間的差異，探索疾病的發(fā)病機(jī)制，為新的治療方法提供依據(jù)。

微重力3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)-應(yīng)用案例

（一）微重力加速α-突觸核蛋白聚集并在體外帕金森病模型中誘導(dǎo)氧化應(yīng)激
模擬微重力（simulated microgravity, s-μg）確實能夠加速α-突觸核蛋白（alpha-synuclein, α-syn）的聚集，并誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，這一現(xiàn)象在體外帕金森?。≒arkinson's disease, PD）模型中得到了驗證。研究發(fā)現(xiàn)，s-μg環(huán)境下，α-syn的單體和聚集態(tài)水平均顯著增加，同時伴隨氧化應(yīng)激標(biāo)志物丙二醛（MDA）水平的升高，表明脂質(zhì)過氧化程度加劇 。此外，α-syn的聚集傾向從單體形式向更復(fù)雜的聚集體形式轉(zhuǎn)變，這可能進(jìn)一步加劇神經(jīng)元損傷 。

氧化應(yīng)激在PD的病理機(jī)制中扮演重要角色。α-syn寡聚體通過金屬離子依賴機(jī)制誘導(dǎo)ROS（活性氧物質(zhì)）產(chǎn)生，從而引發(fā)細(xì)胞毒性。在模擬微重力條件下，細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶（如超氧化物歧化酶，SOD）的活性未能抵消ROS的增加，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平顯著升高 。這種氧化應(yīng)激不僅影響細(xì)胞代謝，還可能觸發(fā)凋亡途徑 。


研究還表明，模擬微重力對不同細(xì)胞系的影響存在差異。例如，在SH-SY5Y神經(jīng)母細(xì)胞系中，雖然α-syn的聚集水平顯著增加，但其抗氧化能力似乎有所補(bǔ)償，因此細(xì)胞內(nèi)總抗氧化能力（TAC）水平未顯著下降 。然而，在3K-SNCA細(xì)胞系中，盡管α-syn聚集水平同樣上升，但其抗氧化能力顯著下降，表明不同細(xì)胞系對氧化應(yīng)激的適應(yīng)性可能存在差異 。

值得注意的是，模擬微重力環(huán)境不僅加速了α-syn的聚集，還可能通過影響線粒體功能和溶酶體生理來加劇神經(jīng)退行性變化 。例如，線粒體功能障礙是PD的重要特征之一，而模擬微重力條件下線粒體呼吸鏈復(fù)合物的活性可能受到影響，從而進(jìn)一步加劇氧化應(yīng)激 。


模擬微重力通過促進(jìn)α-syn的聚集和誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，加速了帕金森病的病理進(jìn)程。這一發(fā)現(xiàn)為理解PD的分子機(jī)制提供了新的視角，并為未來利用太空實驗?zāi)Ｐ脱芯可窠?jīng)退行性疾病提供了重要的基礎(chǔ) 。