靜態(tài)力學微擾和懸浮狀態(tài)對細胞生物學行為的影響.pdf

1、太空中的復雜環(huán)境對宇航員的生理健康有著重要影響，重力消失導致宇航員出現骨質流失、肌肉萎縮、免疫功能抑制等一系列生理適應性改變和/或病理變化。由于空間實驗條件的限制，人們在地基通過各種裝置模擬空間微重力效應，研究其對細胞的生物學行為影響。但是由于空間微重力模擬原理的復雜性導致其在實際操作中難以實現真正的微重力，以及不同實驗裝置、實驗材料和實驗方法等帶來的問題，使得地基模擬微重力效應研究的結果離散，難以得到規(guī)律性的或一致的定量結果。

2、　　針對空間飛行骨流失這一重大生理變化，我們通過改變細胞基底取向，研究了靜態(tài)力學微擾（與重力相關）對前成骨細胞MC3T3生物學行為的影響。研究發(fā)現，MC3T3在靜態(tài)力學微擾下保持了正常的細胞形態(tài)，增殖、細胞周期和分化等生理功能也沒有受到影響。組成細胞骨架的不同種類蛋白在不同力學微擾下的表達強度發(fā)生了不同的變化：微絲蛋白（actin）和中間絲蛋白（vimentin）分別在倒置和側置基底上有顯著性上調，同時細胞的粘著斑數量也發(fā)生了一定的變化

3、。我們的研究結果說明細胞在感受靜態(tài)力學微擾時，通過對自身細胞骨架的調控，維持了細胞的基本形態(tài)和生理功能。
　　針對空間飛行中的免疫抑制，我們利用自主研發(fā)的MG-2生物反應器，研究了免疫細胞HL-60和Jurkat在MG-2生物反應器不同轉速下（不同的微重力效應水平）的生物學響應。我們的研究發(fā)現，在84 h后，微重力效應對免疫細胞的增殖、粘附和跨膜遷移能力都有一定的調控作用，但是不影響細胞的凋亡和兩種粘附分子的表達（LFA-1, P

4、SGL-1）。在實驗中我們發(fā)現MG-2生物反應器對免疫細胞生物學行為的影響程度是和裝置的轉速密切相關的，證明了不同微重力效應水平對免疫細胞生物學行為影響的差異性。
　　本文通過研究靜態(tài)力學微擾不同細胞的生物學行為的影響，對地基模擬微重力效應研究提出了―新概念‖——通過探究一個與重力相關的靜態(tài)力學刺激對細胞的影響，從另一個角度觀察真正微重力效應的作用。同時利用生物反應器研究免疫細胞的生物學行為變化則為地基模擬微重力效應研究提供了―新