Neurolab任务中啮齿类动物实验概况分析

上世纪60年代以来，前苏联、俄罗斯、美国和欧盟等的科学家进行了许多空间动物实验研究工作，探讨了太空中微重力、辐射、噪声等对生物有机体的影响。Neurolab是美国在1998年4月17日至5月3日进行的一项空间飞行任务。它是在空间实验室（spacelab）进行一项生命科学任务，主要研究微重力对神经系统的作用，所以被称为Neurolab（神经实验室）。这标志着神经系统发育成为空间生命科学研究的一个新方向。     

均匀材料和基于CT灰度值材料的股骨、胫骨有限元分析

为了定量分析骨量分布与载荷环境的关系,基于CT数据建立了大鼠股骨和胫骨的三维有限元模型,并分别赋予均匀的材料特性和基于CT灰度值的材料特性,用描述骨密度与力学刺激关系的算法来评估简单生理载荷下两种材料模型的有限元分析结果。结果表明,基于CT灰度值模型的有效应力和应变能密度分布与CT灰度分布比较相似,相关系数也较均匀材料模型更高;而且,基于CT灰度值模型的抗断裂能力更强;除此之外,这类模型也更符合骨再造平衡时的力学刺激均匀性假设。基于CT灰度值的有限元模型符合骨的功能适应性原理,可用于进行骨骼内部受力、变形和断裂分析,以及骨再造的数值仿真等研究。     

酪蛋白酶解产物对小鼠脾T淋巴细胞体外增殖作用的影响

目的: 研究不同水解度及不同截留分子量范围酪蛋白酶解产物对ConA诱导的小鼠脾T淋巴细胞增殖作用的影响。方法: 酪蛋白酶解产物作用于小鼠脾淋巴细胞72h后,用MTS-PMS法测定OD值。结果: 酪蛋白酶解产物对ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖呈一定的浓度剂量效应。水解度为18.54%的酪蛋白酶解产物对淋巴细胞的增殖作用显著高于水解度为9.74%和24.02%的酶解产物(P<0.05)。不同截留分子量范围的酪蛋白酶解产物对ConA诱导的小鼠脾T淋巴细胞的增殖作用不同。酶解产物本身在一定浓度范围内对淋巴细胞增殖没有影响,终浓度大于25 mg/ml时略有增殖作用。结论: 酪蛋白酶解产物对ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖有一定调节作用,适度水解的酪蛋白酶解产物的促增殖作用强。活性组分的分子量在6 ku以下。     

空间飞行MG63细胞重力敏感新miRNA HN22的鉴定与功能分析

目的筛选空间飞行引起的MG63成骨细胞差异表达新miRNA并进行功能分析。方法对空间飞行后的MG63成骨细胞small RNA(sRNA)进行测序及生物信息学分析,得到空间飞行导致显著变化的新miRNA。利用地面回转模拟微重力效应实验验证其表达变化情况;采用miRNA转染分析其对成骨细胞分化的影响;采用多种miRNA靶基因预测软件综合预测其靶基因并检测其潜在靶基因的表达情况;通过GO注释和Panther pathway进行靶基因功能分析。结果新miRNA HN22在空间飞行和地面回转模拟微重力条件下均发生显著表达变化;HN22转染显著提高成骨分化相关基因表达。靶基因预测结果分析显示HN22可影响成骨细胞Wnt信号通路与钙黏蛋白信号通路。Wnt信号通路中的Wnt5a与HN22的表达趋势相反,是其潜在的靶基因。结论HN22可响应微重力变化,并靶向Wnt信号通路中的Wnt5a与钙黏蛋白信号通路影响成骨细胞分化。     

神经肽Y诱导大鼠心肌细胞肥大的钙信号机制

目的探讨钙依赖的信号途径在神经肽Y (NPY)诱导心肌肥大中的作用.方法NPY刺激乳鼠心肌细胞,加入钙调神经磷酸酶(CaN)抑制剂环胞素A(CsA)进行干预(5 μg/mL),观察心肌细胞蛋白合成速率(3H-Leu掺入量)、早期肥大反应基因(c-jun mRNA)表达以及胞浆和核内[Ca2+]i的变化.结果经100 nmol/L NPY刺激24 h后,心肌细胞3H-Leu掺入量、c-jun mRNA表达以及胞浆和核内[Ca2+]i均明显高于不加药对照组(P<0.05,P<0.01);而CsA干预后的心肌细胞3H-Leu掺入量和c-jun mRNA表达与对照组比较则无显著差别.结论Ca2+/CaM依赖的CaN信号途径在NPY诱导心肌细胞肥大中起重要作用;NPY刺激细胞内[Ca2+]i增加,可能是活化CaN信号途径的始动环节.     

骨性关节炎的生化及病理变化

骨性关节炎(Osteoarthritis,简称OA)时退行性软骨的生化及代谢发生了显著的变化.关节软骨表面的胶原纤维退化,软骨内化骨,出现骨刺,由此增生的骨刺压迫刺激周围神经、血管,引起肢体麻木疼痛,在空间失重环境中,重力负荷的消失,也可能形成软骨退行性改变,从而对航天员的生理健康造成严重威胁.对正常关节软骨的生化和代谢,以及发生骨关节炎后关节软骨的病理变化进行综述,包括其形态、胶原和蛋白及细胞水平上的一系列变化,简要阐述了骨性关节炎的可能的病因.     

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。     

回转器模拟失重对SGC-7901和HFE-145细胞凋亡的影响

目的: 探讨模拟失重对胃癌SGC-7901细胞和胃黏膜上皮HFE-145细胞凋亡的影响.方法: 采用回转器模拟失重, 2种细胞各分为2组, 回转组和1G对照组, 实验时间共72 h.用TUNEL法检测细胞凋亡.结果: 与对照组相比, SGC-7901细胞在72 h回转组凋亡比例明显增多(P<0.01), 12、24、36、48 h回转组与对照组无明显差异.与对照组相比, HFE-145细胞在12 h回转组凋亡比例明显增多(P<0.05), 之后与对照组无明显差异.结论: 回转器模拟失重使胃癌SGC-7901细胞72 h时凋亡增加.胃黏膜上皮HFE-145细胞在12 h时出现上述变化.     

DXA、力学测试和矿盐含量评估大鼠股骨性能的精确性比较

目的 为深入了解DXA、力学测试和矿盐含量在航天骨丢失研究的应用,本文比较了这三种方法评估大鼠股骨性能的精确性,并比较了大鼠股骨在活体、离体和冷冻三种情况下的DXA测量差别.方法 选择3只雄性SD大鼠,首先对其两侧股骨进行DXA测量,得到活体、离体和冷冻三种情况的骨矿密度(BMD),然后进行力学测试和矿盐含量测试.结果 DXA、力学测试和矿盐含量的变异系数(CV)分别为7.5%～8.5%,10.1%～17.1%和0.8%.对于DXA测量,活体股骨BMD值与离体和冷冻股骨BMD值都有极其显著差别(P＜0.001),而离体与冷冻股骨BMD值无显著性差别.结论 矿盐含量精确性好于DXA和力学测试.DXA测量活体与离体骨骼差别很大,冷冻不会影响DXA测量.