微重力引起的骨质丢失研究进展

人类对太空的探索日益频繁,然而太空微重力会引起航天员骨质丢失,对航天员的健康造成损害。因此,有研究者通过航天实验及模拟微重力实验研究微重力下骨质丢失的发生机制及解决措施。微重力会引起成骨细胞和破骨细胞代谢活动改变,并引起机体对钙离子新陈代谢的改变。航天微重力导致的骨质丢失是微重力和太空射线共同作用的结果。本文将对微重力所致骨质丢失的发生机制和治疗对策加以概述。     

微重力环境引起宇航员眼部改变及其机制的研究进展

宇航员进入微重力环境后可出现一系列眼部改变,这些改变若得不到及时干预或治疗,将导致宇航 员出现长期或永久的视力损害,不仅影响飞行任务的执行,还威胁宇航员的人身安全。尽管目前宇 航员出现这些眼部改变的确切机制尚不明确,但相关研究已发现,宇航员进入微重力环境后会出现 颅内压升高、神经系统改变、生化改变及淋巴、静脉系统循环障碍,这些可能都参与了疾病的发生 与发展。现归纳国内外近50年来关于宇航员进入微重力环境后出现的眼部改变及其可能的发生机制, 以期寻找针对这些眼部改变的预防和治疗措施,为宇航员筛查、训练及防治工作提供相关理论支持。     

改良纤维蛋白胶软骨膜块在模拟微重力培养下修复关节软骨缺损

目的观察在模拟微重力条件下改良纤维蛋白胶支架软骨膜块修复关节软骨缺损的影响。方法将兔软骨细胞种植到经抑肽酶和氨甲环酸改良的纤维蛋白胶支架材料上,然后分别在旋转培养仪和培养板中培养,体外培养2周。然后将培养出的软骨膜块植入于动物关节软骨缺损模型中,并设立对照组定期进行大体、组织形态学观察、生化指标检测及组织工程学评分。结果①采用改良支架的复合物经体外培养2周,基本保持了原有塑形;②修复关节软骨效果由好至差的顺序为旋转培养组、普通培养组、单纯改良支架组、空白对照组。组织工程学评分通过统计学处理各组之间存在显著性差异(P=0.01)。结论①经过改良的纤维蛋白胶支架,其降解速率与软骨组织基质形成同步,能长时间支持体内、外软骨组织的形成,并适合旋转培养,是软骨组织工程中适宜的支架;②旋转培养仪提供的模拟微重力环境,可以提高工程化软骨的质量,为实现关节软骨损伤的修复提供有效途径。     

重组骨保护素（rhOPG)药物的研究现状及应用展望

破骨细胞分化因子(receptor activator nuclear factor kappa B ligand,RANKL)与骨保护素(osteoprotegefin,OPG)是调节破骨细胞分化和骨吸收功能的关键因子.RANKL是连接骨与免疫系统的破骨细胞生成因子,能刺激破骨细胞分化和发挥骨吸收功能;OPG作为RANKL的诱饵受体,能够阻止RANKL与RANK的结合,从而抑制破骨细胞的分化和激活.应用重组骨保护素OPG融合蛋白可以预防和治疗骨丢失类疾病,抑制牙周炎发病过程中牙槽骨吸收,并成为目前预防微重力相关的骨损失的最有希望的药物之一.笔者对重组人骨保护素(rhOPG)基因工程药物的研究现状进行了简要的综述.     

高压氧微重力培养提高冻存胰岛质量和移植效果的实验研究

目的 探讨胰岛冻存前后经高压氧细胞旋转培养系统(HORCCS)培养后移植入糖尿病大鼠能否提高胰岛移植的效果.方法 将分离纯化的大鼠胰岛分为:A.体外实验组:将各组大鼠胰岛经HORCCS培养或普通培养30 d,检测细胞内DNA和胰岛素含量,胰岛存活率,胰岛素分泌水平.B.胰岛移植实验组:将各组大鼠胰岛经HORCCS培养或普通培养7d,然后移植,观察移植受体血糖和胰岛素水平.电镜观察各胰岛移植实验组中培养7 d时的胰岛的超微结构改变.结果 经高压氧 RCCS培养14 d的胰岛存活率及胰岛素分泌水平高于普通培养组(P<0.05).移植了经HORCCS培养的胰岛后,受体血糖在移植后2周即恢复为正常值,并维持到移植后10周.全部受体维持正常血糖耐受曲线.电镜下可见经HORCCS培养后,冻存复苏胰岛表面形成微小的孔道.结论 胰岛冻存前后经高压氧RCCS培养后可以建立营养输送管道,不但有利于氧和营养物质的运输,更有利于胰岛内细胞的均匀一致的冻存,从而减少冻存对胰岛的损害,提高胰岛的分泌活性和成活率.     

模拟微重力培养骨髓间充质干细胞定向诱导复合改良纤维蛋白原支架修复

背景：模拟微重力培养系统通过模拟细胞生存的体内微重力环境,使细胞承受较低的剪切力, 提高细胞内外、细胞间物质传递效率,从而提高细胞分化质量。 目的：观察微重力培养环境在构建组织工程模块修复关节软骨缺损中的作用。 设计、时间及地点：体外实验采用自身对照;体内实验采用随机分组比较,于2007-12/2008-06在广东省构建与检测实验室及南方医院动物实验中心进行。 材料：3 周普通级龄新西兰兔1只用于骨髓间充质干细胞培养;3 月龄新西兰兔48只用于体内验证实验。 方法：以纤维蛋白胶粉、凝血酶、氯化钙、抑肽酶、氨甲环酸制备纤维蛋白原支架。体外培养新西兰大白兔骨髓间充质干细胞3 周,使之吸附于改良纤维蛋白原支架上在微重力环境下三维立体培养3周。48只兔做软骨钻孔制备软骨缺损动物模型,每只兔4孔。实验分为4组,每组48孔,微重力培养组在孔内植入微重力培养下的软骨细胞组织模块;普通培养组在孔内植入普通培养下的软骨细胞组织模块;单纯支架组在孔内植入空白支架;空白组孔内不植入任何材料,分别于2,6,12 周处死动物,取相应标本。 主要观察指标：通过生长曲线、倒置相差显微镜、组织学检测微重力培养环境在三维立体培养对软骨细胞增殖及功能的影响,以及用组织工程学评分检测微重力环境下培养的软骨模块对缺损的修复效果。 结果：模拟微重力培养条件下构建的模块体外培养3周,细胞数量明显增多,并分泌较多的细胞基质,包裹在软骨细胞周围。组织工程学评分显示微重力培养组修复软骨缺损的效果明显好于其他组。 结论：模拟微重力培养环境对三维立体培养软骨细胞模块有比较良好的效果。     

出舱活动对心血管系统的影响

舱外活动（EVA）是指航天员离开座舱在太空的微重力环境或其他星球中从事的运动，它是保障航天中航天员正常生活和工作及未来太空探险必不可缺少的一项活动。在载人航天计划的实施过程中，EVA已从偶尔、短暂的事件演变为长时间的、极富成效和大有用处的航天员工作，成为载人航天获得迅速发展的重要因素。从1965年3月18日苏联航天员列昂诺夫完成首次EVA，截至2005年底，共有154名航天员完成了245次EVA，EVA达474人次，在舱外停留的时间累计236h45min。     

模拟微重力条件下心肌细胞骨架图像的直方图特征分析

目的 微重力环境会影响心肌细胞的细胞骨架形态的分布。我们试图利用灰度方差、偏度及峰度等直方图参数量化模拟微重力条件下培养细胞的微管图像的形态分布特征。方法 分别对模拟微重力条件下培养的心肌细胞(回转组)和正常条件下培养的心肌细胞(对照组)细胞骨架的微管图像提取灰度直方图统计特征，同时比较了利用quercetin对抗模拟微重力的实验组(加药组)的微管图像的直方图特征参数。结果 对3组细胞骨架图像的特征分析表明所选的3个特征参数能很好地量化各实验组微管的灰度特征。笔者还讨论了各实验组的组间均差，并利用Fisher准则对实验组进行多元分析，结果表明图像的直方图特征参数对细胞骨架的定量分析有很大的参考价值。结论 微重力环境中生物细胞骨架的形态发生弥散性变化，图像的直方图特征参数可以作为其定量分析的工具。     

模拟微重力对大鼠脉搏血氧饱和度测量结果的影响研究

本论文旨在通过大鼠尾部悬吊方式建立模拟微重力动物模型,研究微重力环境对无创方法测量大鼠血氧饱和度结果的影响。分别在饲养第14天、21天和28天使用脉搏血氧仪、血气分析仪测量实验组、对照组大鼠的脉搏血氧饱和度(SpO_2)及动脉血氧饱和度(SaO_2)。配对t检验结果显示,与对照组相比,实验组大鼠的SpO_2在第14天(P<0.05)、21天(P<0.05)和28天(P<0.05)均明显低于SaO_2值。方差分析结果显示,SpO_2值与造模时间有关,而SaO_2值与造模时间无关。上述结果表明,现有常规脉搏血氧仪可能不适用于空间微重力环境下的血氧饱和度测量。     

参与调控人牙髓干细胞黏附能力的相关整合素分析

目的探究体外模拟微重力环境下参与调控人牙髓干细胞黏附能力的相关整合素。方法以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)支架为载体,将原代培养的人牙髓干细胞接种于PLGA支架上,分为模拟重力组(所受重力保持在10-2g)与常规培养对照组,每组各12个支架;用阳离子脂质体介导的细胞转染构建整合素α5寡核苷酸序列转染组,同时设置只加入siRNA-mate的空转染组、空白对照组。Western blot检测细胞支架复合物中整合素α5、αV、β1以及粘附斑激酶、磷酸化粘附斑激酶的表达水平;使用整合素α5寡核苷酸序列转染人牙髓干细胞,抑制整合素α5表达。荧光染色检测转染后人牙髓干细胞的粘附能力; Western blot检测整合素β1及下游信号分子(粘附斑激酶、磷酸化粘附斑激酶)的表达水平。结果模拟重力组整合素α5、粘附斑激酶、磷酸化粘附斑激酶相对表达量明显高于对照组(P 0. 05);整合素αV、整合素β1相对表达量在模拟重力组与对照组之间差异无统计学意义(P 0. 05)。整合素α5寡核苷酸序列转染的人牙髓干细胞中整合素α5蛋白表达水平明显低于空白对照组和空转染组(P 0. 01)。整合素α5寡核苷酸序列转染组人牙髓干细胞在PLGA支架上的粘附细胞数明显低于空白对照组、空转染组(P 0. 01);整合素α5寡核苷酸序列转染组粘附斑激酶、磷酸化粘附斑激酶的相对表达量明显低于空白对照组(P 0. 05);整合素β1在整合素α5寡核苷酸序列转染组与对照组之间差异无统计学意义(P0. 05)。结论体外模拟微重力环境下,人牙髓干细胞在PLGA支架上的粘附能力增强与整合素α5及其下游信号分子粘附斑激酶、磷酸化粘附斑激酶的表达水平上调有关。