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。     

回转器模拟微重力对拟南芥生物特性的影响

目的研究模拟微重力条件对拟南芥生长过程中生理、生化特性以及亚显微结构的影响。方法通过回转仪模拟微重力环境,利用激光共聚焦扫描显微镜和Ca2+荧光探针对生长7 d的拟南芥幼苗进行细胞微管骨架变化、Ca2+分布以及相关酶活力进行研究测定。结果在模拟微重力条件下拟南芥植株生长慢于对照;拟南芥叶片细胞的微管骨架有序性降低,微管数量显著增加,其排列模式呈现多样化,叶绿体含量有所减少;根尖Ca2+分布趋向均匀化,并且Ca2+向叶片组织的转运增加;过氧化物酶、过氧化氢酶活力以及抗坏血酸含量显著增加,超氧化物歧化酶活力有所增加,匀浆蛋白含量有所减少。结论模拟微重力环境对拟南芥的生物特性有显著影响,拟南芥幼苗应激反应明显。     

Influence of Space Conditions on Photosynthetic Pigment Contents and Chloroplast Ultrastructure of Maize Leaves

为研究玉米干种子搭载返回式卫星后，叶片光合色素含量及叶绿体结构的变异，采用两种玉米自交系干种子：遗紫２４、遗１４１。每个系干种子分成两份，一份用作对照，另一份搭载于１９９６年１０月２０日发射的返回式科学实验卫星，飞行共１５ｄ，分别用分光光度计测定室内发芽后１３ｄ幼苗和田间播种后６０、７０、９０ｄ植株叶片丙酮提取液的吸收光谱。种子萌发后第４ｄ，剪取处理与对照同位置小区叶片，切成１ｍｍ２小块，经过前固定、后固定、洗涤、脱水、包埋，在超薄切片机上切片，用柠檬酸铅和醋酸双氧铀双染，在ＪＥＭ１００型电镜下观察照相。结果表明：空间诱变后，叶绿素ａ＋ｂ的含量比对照明显降低，其中叶绿素ｂ的下降幅度远大于叶绿素ａ，说明前者对诱变更敏感；空间诱变后，叶绿体的外形发生改变，出现长形、圆形、不规则变形虫形等类型。内部结构的变异类型主要有：叶绿体发育不完全，有的被膜出现缺刻；叶绿体内基粒垛数及单个基粒垛内类囊体数明显减少，甚至有的基粒片层模糊不清；基质片层扭曲，排列紊乱，常以模糊的基粒为中心呈辐射状排列；也有类囊体只沿叶绿体长轴平行排列，并不垛叠成基粒，一些类囊体肿胀，使得基质片层间距加大。处理与对照在维管束鞘细胞叶绿体结构上最明显     

模拟微重力条件理植物细胞亚显微结构的研究

目的 研究微重力条件对植物生长发育中细胞亚显微结构的影响。方法 微重力仪连续改变方向来获得模拟微重力,对模拟微重力条件下生长的植物进行了细胞学、生理学实验。结果电镜观察表明：植物细胞在模拟微重力条件下正常重力条件生长的相比,在细胞壁、叶绿体,线粒体等方面产生变异,细胞出现了壁质分离现象,部分细胞壁扭曲、收缩变形,部分叶绿体片层结构出现了弯曲、排列疏松,内含物溢出,部分线粒体出现了边缘模糊及嵴消失的     

模拟微重力条件下植物细胞亚显微结构的研究

目的 研究微重力条件对植物生长发育中细胞亚显微结构的影响。方法 通过微重力仪连续改变方向来获得模拟微重力,对模拟微重力条件下生长的植物进行了细胞学、生理学实验。结果电镜观察表明：植物细胞在模拟微重力条件下与正常重力条件生长的相比,在细胞壁、叶绿体,线粒体等方面产生变异,细胞出现了壁质分离现象,部分细胞壁扭曲、收缩变形,部分叶绿体片层结构出现了弯曲、排列疏松,内含物溢出,部分线粒体出现了边缘模糊及嵴消失的情况,同时细胞内淀粉粒明显增多。结论 模拟微重力对植物的正常生长起到了一定协迫作用,使植物细胞发生了变异。     

模拟微重力下微藻细胞的脂质过氧化

目的：从胁迫的角度为微重力影响质膜的结构和功能提供直接的证据。方法：以回转器模拟微重力，根据膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）与硫代巴比妥酸（TBA）的定量反应测定MDA含量，用电导仪检测细胞电解质的外渗率，结果：在模拟微重力胁迫下，两种蓝藻－鱼腥藻和集球藻的膜脂过氧化产物－丙二醛（MDA）不断积累，同时细胞膜的透性相应增大，结论：模拟微重力与其它胁迫因子有着相同的共性，对没有特殊重力感受结构的单细胞而言，质膜是重力的感受部位。     

模拟微重力对人脐静脉内皮细胞形态及NO产生的影响

目的探讨回转模拟微重力对人的血管内皮细胞形态、NO产生及一氧化氮合酶表达的影响。方法利用体外培养的人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVEC），采用回转器模拟微重力效应，在微重力条件下培养人脐静脉内皮细胞48h，同时设1g静止培养对照。倒置显微镜下观察细胞生长形态，透射电镜观察HUVEC超微结构。检测不同转速下细胞产生NO的量，及细胞中内皮型一氧化氮合酶（eNOS）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达。结果微重力培养后，细胞变圆且重叠生长；回转组NO产生量高于1g对照组且与一定的回转速度呈正相关。回转组细胞eNOS表达较对照组增多且表达iNOS，对照组细胞未表达iNOS。结论微重力对体外人脐静脉内皮细胞的形态，NO产量及NOS的合成都有影响。     

空间条件对玉米叶片光合色素和叶绿体超微结构的影响

为研究玉米干种子搭载返回式卫星后，叶片光合色素含量及叶绿体结构的变异，采用两种玉米自交系干种子：遗紫２４，遗１４１。每个系干种子成两份，一份用作对照，另一份塔载于１９９６年１０月２０日发射的返回式科学实验卫星，飞行共１５ｄ，分别用分光光度计测定室内发芽后１３ｄ幼苗和田间番种后６０，７０，９０ｄ植株叶片丙酮提取液的吸收光谱。种子萌发后第４ｄ，剪取处理与田间播种后，６０，７０，９０ｄ植株叶片丙酮以液的     

模拟微重力诱导小鼠成骨细胞微丝变化对碱性磷酸酶及骨钙蛋白的影响

目的 研究模拟微重力诱导小鼠成骨细胞微丝结构改变对碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）及骨钙蛋白（osteocalcin,OCN）的影响,探讨失重导致骨质疏松的机制.方法本研究以已建株的小鼠成骨样细胞株（MC3T3-E1）作为对象,以回转器模拟微重力效应.实验将细胞分为4组：模拟微重力组、0.5 μg/ml细胞松弛素B组、模拟微重力＋0.5 μg/ml细胞松弛素B组及正常重力组（对照组）.培养48 h后,利用异硫氰酸荧光素鬼笔环肽（fluoresceine isothiocyanate phalloidin,FITC-phalloidin）进行免疫荧光染色,在激光共聚焦显微镜下观察各组细胞微丝的变化;同时用ALP试剂检测各组细胞培养液内ALP的酶活性,采用ELISA法检测各组细胞裂解液中OCN的表达量.结果 除正常重力组外,其余各组细胞微丝结构都出现了不同程度的解聚,张力纤维减少,失去方向性,以模拟微重力＋0.5 μg/ml细胞松弛素B组改变最为明显.和正常重力组比较,其余各组ALP的酶活性和OCN的表达量均成下降趋势（F=17.23、121.91,P〈0.01）,且模拟微重力＋0.5 μg/ml细胞松弛素B组与模拟微重力组和0.5 μg/ml细胞松弛素B组这两组之间的差别都有统计学意义（P〈0.05）.结论 微重力影响成骨细胞ALP的酶活性及OCN的表达可能与微重力诱导细胞骨架微丝解聚相关.     

模拟微重力对芦笋植株^45Ca^2＋分布的影响

为探讨微重力环境对芦笋植株＾４５Ｃａ＾２＋分布的影响，在模拟微重力条件下，采用＾４５ＣａＣｌ２标记的放射自显影方法观察了芦笋幼苗根茎的走向、组织和细胞对微重力的反应，以及＾４５Ｃａ＾２＋在组织中的分布和运转等。结果表明：钙离子的分布与重力作用之间有显著的相关性。重力作用对钙离子吸收、分布和运转均有重要影响。     

回转器模拟微重力对神经细胞自噬的影响(英文)

目的探讨回转模拟微重力对人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)自噬的影响。方法利用回转模拟微重力的细胞学效应,回转条件下培养细胞12 h、24 h,相同条件下静置培养细胞作为对照。WesternBlot方法检测LC3蛋白表达变化水平。荧光显微镜观察GFP-LC3点状聚集物,计数含有大于5个GFP-LC3点状聚集物的细胞数量。结果回转组SH-SY5Y细胞LC3-II蛋白表达高于对照组,荧光显微镜检测到GFP-LC3点状聚集物也随之增多。结论回转可以引起SH-SY5Y细胞自噬增多。     

模拟微重力对大鼠皮层神经元蛋白羰基化的影响

目的研究回转模拟微重力效应对Wistar大鼠皮层神经元蛋白质羰基化的影响。方法利用回转器模拟微重力 ,将原代培养的Wistar大鼠皮层神经元分别回转 0h、1 2h、2 4h、36h、48h。提取细胞总蛋白 ,酶联免疫吸附法 (EILSA)检测羰基化蛋白的水平。结果与 1G对照组相比 ,回转 2 4h、36h、48h显著增加皮层神经元羰基化蛋白的水平 (P <0 .0 5 )。结论回转显著增加皮层神经元羰基化蛋白的水平 ,这可能是神经元损伤的重要原因之一。     

三维回转模拟微重力对拟南芥根尖基因表达谱的影响

目的从分子水平上分析和阐述植物根尖对模拟微重力效应的反应。方法以三维回转仪模拟微重力效应,回转处理7 d大小的拟南芥幼苗15 min。利用基因芯片技术,分析模拟微重力下拟南芥mR-NA表达谱的变化。结果拟南芥根尖细胞有392个基因的表达发生了显著变化,其中347个基因表达上调,45个基因表达发生下调。结论模拟微重力效应可以影响拟南芥根尖基因的表达,这些差异表达基因的功能涉及到植物的许多生命过程,包括抗逆反应、细胞壁物质合成、基因转录和信号转导等。     

回转器模拟微重力对大肠杆菌基因和蛋白表达的影响(英文)

目的研究回转器模拟微重力对革兰氏阴性菌大肠杆菌(Escherichia coli)基因与蛋白表达的影响。方法采用回转器模拟微重力效应,连续2周作用于大肠杆菌ATCC 25922菌株,选取16个靶基因,RT-PCR反应检测处理菌株和对照菌株基因表达的变化;提取菌体蛋白进行双向电泳,电泳图谱采用ImageMaster 2D Platinum软件分析,找出差异表达蛋白,进行基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI TOF/TOF质谱)分析。结果在模拟微重力效应作用下,处理菌株与对照菌株相比,16个靶基因中有4个靶基因表达上调,5个下调;15个差异表达蛋白点,其中4个表达上调蛋白质谱鉴定为抗转录终止蛋白NusG、固氮铁蛋白、硫醇过氧化物酶,1个表达下调蛋白为未知蛋白,2个新增蛋白为谷氨酰胺ABC转运周质蛋白,1个表达消失蛋白为IclR转录调节蛋白家族。结论模拟微重力效应可引起大肠杆菌基因及功能蛋白表达的变化。     

回转器模拟微重力对白色念珠菌致病性的影响

目的观察回转器模拟微重力对白色念珠菌致病性的影响。方法回转器处理白色念珠菌SC5314,观察模拟微重力对菌株生长、小鼠的致死能力、小鼠肾脏和大脑的菌落形成、巨噬细胞破坏作用的影响。检测cAMP分子在回转模拟微重力过程中的作用及Gβ-Gα-AC-cAMP信号通路蛋白的基因表达情况。结果回转模拟微重力导致白色念珠菌生长显著加快;对小鼠的致死速度加快;诱导巨噬细胞凋亡的作用显著增强。模拟微重力导致菌株细胞cAMP的水平显著升高;外源性cAMP显著促进菌丝生成,增加其对小鼠的致死率;模拟微重力导致Gβ基因表达显著增加,而其它与cAMP产生的相关基因没有明显变化。结论回转器模拟微重力显著增加白色念珠菌致病性,可能是通过激活Gβ-Gα-AC-cAMP信号转导途径实现的。     

Melanoma growth and tumorigenicity in models of microgravity

INTRODUCTION: Spaceflight involves numerous biological stressors that could affect long-term cancer incidence and tumor behavior. Ground-based models of microgravity can be used to investigate in vitro and in vivo tumor growth as a preparation for later work in space. The incidence of tumor growth and carcinogenesis in microgravity is as yet unknown. Hence, we investigated the effects of modeled microgravity on tumor growth and tumorigenicity using ground-based in vitro and in vivo models. METHODS: Murine B16-F10 melanoma cells were cultured in a tissue culture flask (FL) and in a rotating-wall vessel bioreactor (BIO) designed by NASA to simulate some aspects of microgravity. We then measured cell growth, melanin production, and apoptosis. After 48 h of cultures in FL and BIO, cells were inoculated subcutaneously in C57BL/6 mice, syngeneic hosts for B16-F10 tumor cells. Tumor sizes were then measured every other day. RESULTS: BIO cultures had 50% decreases in growth when compared with FL cultures while demonstrating an inversely proportional increase in doubling time. Melanin production (a marker of differentiation) increased at 24 and 48 h in BIO. Flow cytometry analysis demonstrated that there was an increase in the percentage of apoptotic cells in the BIO when compared with that in the FL. When BIO-cultured melanoma cells were inoculated subcutaneously in mice, there was a significant increase in tumorigenicity as compared with FL-cultured cells. CONCLUSION: Our results indicate that simulated microgravity may have altered the tumor cell characteristics and enhanced the invasive property. It is possible that the microgravity analogue culture environment may have selected highly tumorigenic cells for survival despite the decreased overall growth in the microgravity analogue.