多坝式空间细胞培养室设计参数的微重力实验验证

目的利用失重飞行提供的微重力环境验证多坝式空间细胞培养室的设计参数。方法设计了三坝式和五坝式两种结构的插片细胞培养室,在失重飞机抛物线飞行中,通过研究培养室内流场形态、液流更换效率及流速对室内细胞的影响,对其在微重力下的适用性进行了验证。结果三坝或五坝式结构均能在室内隔离形成有效液流通路,确保微重力环境下培养室内溶液的有效更替;插片式设计在方便取出细胞样品用于后续分析的同时,可将细胞培养片固定在培养室底部防止刮蹭细胞;微重力下50μL/min和150μL/min两种换液流速均不会损伤细胞。结论综合考虑空间细胞培养的高容积利用率及短操作时间等需求,插片式三坝细胞培养室结构及150μL/min的换液流速更符合应用要求。     

大梯度强磁场环境下细胞培养条件优化（英文）

目的优化大梯度强磁场环境下细胞培养条件,为后续模拟失重实验研究提供更完善的实验平台。方法通过进行二氧化碳浓度控制单元设计,气体温度湿度调节单元设计,气体循环水浴保温单元,细胞培养三点支撑架设计,配套细胞培养容器设计,优化大梯度强磁场环境下细胞培养条件,并通过实验验证该系统的稳定性和可靠性。结果与对照组相比,优化后的细胞培养容器细胞形态、面积、增殖均无显著性差异;腔室温度可控制在(37±0.5)℃之间,湿度及二氧化碳浓度可达到细胞培养要求。结论优化后的系统可满足大梯度强磁场环境下细胞培养条件要求,节约实验成本,提高实验的严谨性。     

细胞培养装置及其研究进展

细胞培养装置是从细胞分子水平进行医学研究和生命科学研究的基本物质保障。随着技术的进步和相关领域研究的不断深入，细胞培养装置得到了充分的发展。在地面，用于研究和生产的细胞培养装置已经发展成系统、成规模。而随着航天技术的发展，空间细胞培养装置已成为在微重力条件下进行相关研究必备工具。本文着重阐述近几年来用于空间和地面环境的细胞培养装置的研制情况及其相关实验。     

空间环境和模拟微重力环境下番茄试管苗的开花结实实验

目的 实现番茄试管苗在空间环境下开花结实,并比较空间环境和模拟微重力环境对番茄开花结实的影响.方法 通过“神舟”8号飞船搭载和三维回转仪分别进行空间环境和模拟微重力环境的番茄开花结实实验,比较番茄结果率、果实大小、形状、颜色以及植株高度的差别.结果 空间环境和模拟微重力环境下番茄试管苗都完成了开花结实的发育过程,且结果率、果实大小、形状、颜色以及植株高度都与地面对照差异不显著.结论 高等植物可以在空间环境下完成开花结实的生殖生长过程.在特殊条件下,重力并非植物生殖生长的必要条件.     

双向多样本模拟微重力效应的细胞实验装置研制

目的 研制一种具有动态样本对照和组合式细胞培养能力的细胞实验装置,以满足地面开展航天医学细胞学微重力效应模拟研究的要求.方法 通过研制新颖细胞样本组合支持系统与可变向同步传动系统,实现地面细胞微重力效应的可靠模拟,并开展流体力学环境验证试验检验细胞培养环境力学条件.同时进行细胞学验证实验并与空间实验结果进行比较.结果 ...     

模拟微重力对大鼠肺T淋巴细胞功能的影响

目的 研究模拟微重力对肺T淋巴细胞功能的影响及机制.方法 分离大鼠肺T淋巴细胞,利用旋转式细胞组织培养系统(RCCS)即旋转生物器模拟微重力条件;采用酶联免疫吸附技术(双抗体夹心ELISA法)测定γ-干扰素(IFN-γ)生成;采用流式细胞技术检测表面抗原CD69.结果 普通细胞培养容器组培养的T淋巴细胞,刀豆球蛋白A(ConA)组与对照组比较,T淋巴细胞蛋白激酶C(PKC)活性增强,IFN-γ生成增加,表面表达CD69的细胞数目增多(t=11.11、19.86、15.42,P＜0.01);模拟微重力条件下,与普通细胞培养容器培养的T淋巴细胞相比较,ConA刺激后,PKC活性减低,IFN-γ生成减低,表面表达CD69细胞数目减少(t=7.69、6.73、7.63,P＜0.01);而在模拟微重力条件下,加入PKC特异的激动剂12-肉豆蔻酰-13-乙酸佛波酯(PMA)和ConA共同培养的T淋巴细胞组,与同样条件下ConA组相比,PKC活性略增强、IFN-γ生成的量、表面表达CD69的细胞数目增加(t=5.42、5.91、5.27,P＜0.01).结论 模拟微重力条件下,T淋巴细胞的激活受到抑制;PMA对T淋巴细胞的功能有部分恢复作用.     

微重力对细菌生物学效应影响的研究进展

微重力是太空环境的重要特征之一。空间环境和地面模拟微重力均对细菌的生长、代谢、抵抗力、毒力和抗生素耐药性等造成不同程度的影响。本文就微重力对细菌上述生物学效应变化的研究和有关机制进行综述,以期为航天活动下感染性疾病的预防和治疗提供新的策略。     

模拟失重下铁源对辣椒叶片结构及叶绿素荧光参数的影响

目的探讨纳米铁粒子在模拟微重力环境下对植物组织结构、功能的影响。方法选取辣椒为研究对象,分别以Fe-EDTA和纳米铁作铁源,研究模拟微重力下铁源对辣椒生长、叶片结构、叶绿素含量及叶绿素荧光参数等的作用和影响。结果纳米铁作为铁源供给会增加植物的株高,引起辣椒叶肉细胞排列致密并增加叶肉细胞内叶绿体数目与片层结构。此外,模拟微重力环境下,不同铁源对叶绿素含量和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、q P、ΦPSII)的影响不显著。结论在地面环境与模拟微重力环境下,纳米铁对辣椒的生长均具有促进作用,对植物叶片结构、叶绿素荧光参数的影响趋势也表现出相似变化特征,将纳米铁应用于空间植物栽培极具潜力。     

微重力导致航天员骨质疏松的研究进展

目的 概述近年来有关微重力导致航天员骨质疏松的研究进展。资料来源与选择 国内外相关文献46篇。资料综合 详细论述了微重力对骨组织计量学、生化和骨发育的影响，地面模拟微重力的人体卧床实验和动物尾部悬吊实验，微重力诱导骨质减少的可能机制以及对抗措施等方面的问题。结论 空间飞行中微重力状态下，骨形成减少，导致主要是1G环境下的负荷骨的骨质减少。由于空间实验的数量有限和局限性，所以还不能对微重力影响骨的确切效应下最后的结论。     

空间微重力研究的最新动向：介绍国际微重力实验室1号计划

微重力是当今世界上最令人感兴趣的领域之一。至今,许多国家特别是美苏已进行了大量的微重力实验研究,除观察人体在微重力条件下的一系列生理变化外,还进行了诸如细胞培养、蛋白质结晶、微生物繁衍、药物提纯、材料加工、金属冶炼等一系列研究。这些研究已给或将给人类带来巨大的经济利益和社会效益,推动     

模拟微重力对血管内皮细胞影响的研究进展

血管内皮细胞对重力变化极为敏感,微重力可导致血管内皮细胞的结构和功能发生明显改变.随着空间生物医学的不断发展,人们对微重力时血管内皮细胞变化的研究也日趋深入.最新研究发现,模拟微重力可诱导血管内皮的形态、超微结构和细胞骨架等发生改变,对内皮细胞的生长、凋亡和内皮型一氧化氮合酶(eNOS)/一氧化氮(NO)信号通路产生显著影响.这些结构和功能的改变在体外和体内血管内皮细胞中均可发生.目前,虽然对微重力在血管内皮细胞上的效应有了初步了解,但有关其内在机制的研究还比较薄弱,是今后研究的重点.     

模拟微重力对神经细胞形态及其生长的影响

目的 探讨模拟微重力对神经细胞的形态、结构和生长的影响.方法 分离新生鼠原代神经细胞,接种于Cytodex3型微载体,培养3 d后转移入旋转细胞培养系统,通过Image-Pro Plus软件进行神经细胞轴突长度测量,用透射电镜观察神经细胞超微结构的变化.结果 模拟微重力条件下培养5 d的神经细胞的轴突长度大于正常重力条件下培养的神经细胞,两组数据相比差异显著[(65.34±8.38)μmvs.(56.10±8.57)μm,P＜0.01];用模拟微重力培养细胞的上清液和正常重力培养的上清液进行交换后,用模拟微重力培养上清液培养的神经细胞的轴突长度有所延长[(60.91±5.04)μm vs.(65.67±5.61)μm,P＜0.01;(54.65±5.49)μm vs.(60.89±6.29)μm,P＜0.01].透射电镜下观察,模拟微重力条件下培养5 d的神经细胞中以成熟神经元为主,核周间隙明显,胞浆其内有丰富的细胞器结构,散在有很多糖原颗粒.结论 模拟微重力影响神经细胞的轴突长度及神经细胞的超微结构,同时引起了细胞培养上清液中某些成分的变化,成分变化了的上清可以继续引起神经细胞轴突长度的变化.     

微重力对细菌致病性的影响

微重力是太空飞行中重要的环境影响因素之一.研究发现空间站和航天飞行器上可检出多种细菌.空间环境或模拟微重力会对大肠埃希菌、沙门菌、铜绿假单胞菌等条件致病菌产生影响,导致其在毒力、生物被膜和耐药性等方面发生改变.引发前述变化的机制尚不明确,但业已证明RNA结合蛋白Hfq的调控与空间环境或模拟微重力所致的多种基因变化有关,而空间环境或模拟微重力所致的细菌致病性增加可能会影响宇航员的健康.本文就微重力对细菌致病性的影响及其机制作一综述,以期为维护航天飞行中宇航员的健康和治疗感染性疾病提供思路.     

微重力环境影响免疫系统功能的研究进展

目的 通过文献综合分析航天飞行和地面模拟微重力环境对多种免疫细胞活性与功能的影响. 资料来源与选择 选择国内外该领域的相关研究论文和专著. 资料引用 国内外公开发表的文献50篇. 资料综合 来自长期航天飞行实践和地面模拟研究的结果均发现微重力环境影响多种免疫细胞活性与功能的现象,包括免疫细胞数量和亚群的改变,T细胞增殖活性的降低,多种细胞因子分泌水平的变化等. 结论 微重力环境可能是通过改变细胞表面受体及细胞功能基因的表达,影响细胞内信号通路的传递和细胞表观遗传事件等对免疫细胞产生负面影响.未来的研究应当进一步明确免疫细胞感受重力的分子机制,寻找能够逆转微重力环境下免疫细胞功能受到抑制的方法,为开展长期太空科学研究和空间生活提供保障.     

微重力对成骨细胞及其分化过程的影响

目的 综述近年来有关微重力导致骨丢失的最新研究进展. 资料来源与选择 国内外该领域的相关文献. 资料引用 资料引用文献40篇. 资料综合 详细描述了微重力对成骨细胞增殖、分化的影响.着重介绍了微重力对骨髓间质干细胞到成熟成骨细胞整个分化过程的影响及其可能机制. 结论 微重力不但影响成骨细胞的增殖和活性,也影响骨髓间质干细胞骨向分化过程,导致成熟成骨细胞的数量减少和活性下降,引起空间骨丢失.     

微重力下生长的蛋白质晶体的溶剂结构研究

为了考察微重力在分子水平上的效应，特别是对水溶剂结构的影响，测定了空间和地面生长的多个鸡蛋清溶菌酶晶体和蝮蛇毒酸性磷脂酶Ａ２晶体的结构，并做了结构比较研究。结果表明，虽然微重力不足以改变蛋白质肽链的构象及与蛋白质分子联系较强的溶剂分子的结合状况，但微重力可能改善与蛋白质分子联系较弱的有序水分子结构。这两种蛋白质晶体的结构测定结果也提示，微重力下蛋白质晶体质量改善的显示程度可能与蛋白质晶体的溶剂含量     

头侧向上倾斜对颅内压的影响

前言 众所周知,在微重力条件下液体发生了向头侧的移动。液体的移动可能会增加颅内压(ICP),因为颅内空间是由一固体容器(颅骨)所包围。在此之前,没有关于在脑血管和脑脊髓液循环正常的男子中,姿态改变如何影响TCP的数据。方法 研究是在5名     

载人航天中微重力环境对认知功能的影响

目前在载人航天的研究中，对于在微重力条件下认知功能变化的研究还较少。本文综述了近年来这方面的一些进展。研究表明，在微重力条件下，空间定向、运动知觉出现障碍，早期物体识别受影响的程度也较大，肌肉运动和协调功能有所减弱。微重力条件对高级认知功能，如逻辑推理、短时记忆提取的速度和准确性等的影响较小，但是一些需要注意参与的认知任务(如跟踪任务、视觉选择反应)和长时记忆任务，在航天环境或模拟失重条件下会受到影响。     

失重对航天员的影响及其对抗措施

目的 按航天飞行的持续时间,分析微重力对航天员的影响,并详述对骨骼肌的影响与对抗措施. 资料来源与选择 国外较新的相关研究论文、综述、美国国家航空航天局(NASA)报告以及专著. 资料引用 论文与综述22篇,NASA报告3篇,专著4本.资料综合 按重要性将微重力对机体的影响进行排序,并归纳以运动为基础的新对抗措施. 结论 在多种航天异常环境因素中,微重力是惟一不可屏蔽的影响因素.短期微重力可引起航天员体液头向转移与空间运动病,中长期微重力则引起骨质丧失、骨骼肌萎缩、心血管功能紊乱、神经平衡失调与免疫功能降低等适应性改变,其中,骨骼肌萎缩与收缩功能降低机制及其对抗措施是当前研究的热点之一.研究表明:微重力条件下骨骼肌收缩负荷降低是引起其萎缩的主要原因,收缩负荷降低可能通过激活钙蛋白酶(Calpain)导致肌原纤维降解,形成萎缩的上游机制,而三磷酸腺苷泛素与溶酶体的激活则可能为下游机制.除以运动为基础的对抗措施如双负荷跑台与企鹅服外,正在观察其有效性的对抗措施有振动、Galileo空间训练系统与飞轮式自行车功量计等.基于骨骼肌萎缩机制而研制新一代对抗措施,将成为发展趋势.     

人对短时间微重力环境反应的初步观察

在失重飞机上,以每个抛物线飞行创造35～40秒钟的微重力环境,对43名被试者进行了82架次微重力实验飞行,研究了失重对人的前庭功能、心血管功能及进食饮水的影响。实验发现人对短时间微重力环境适应好的和较好者为83.7%,适应性较差或差者为16.3%;个别被试者出现轻微的空间运动病症状;或出聊心血管异常反应;对航天食品和饮料以及包装方式、进食方法进行了考验,取得了有益的资料。