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  • 定量式微/超重力三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)
    別稱：微重力旋轉(zhuǎn)細胞培養(yǎng)系統(tǒng)(rotary cell culture system,RCCS)

    （一）功能介紹和主要應用領域

    可以連續(xù)實時定量監(jiān)測模擬環(huán)境的重力變化，便于觀測模擬微重力或超重力效應下細胞、組織等變化規(guī)律和實現(xiàn)對實驗環(huán)境的調(diào)節(jié)，且可直接放進培養(yǎng)箱，方便細胞的培養(yǎng)。

    航空航天/生物學研究：植物微重力研究領域，微重力環(huán)境的生物育種，特種植物栽培等，人類(或宇航員)微重力下器官、細胞培養(yǎng)特性研究，太空旅行肌肉萎縮、骨萎縮、 腦科學等

    再生醫(yī)學/干細胞研究：iPS細胞 、ES細胞，間充質(zhì)干細胞，微重力細胞培養(yǎng)，3D細胞培養(yǎng)，動物神經(jīng)、軟骨、筋、骨、血液的培養(yǎng)研究

    藥物發(fā)現(xiàn)/細胞治療研究：癌癥研究領域，癌細胞的3D培養(yǎng)，血管生成研究，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析領域，微重力環(huán)境中的蛋白質(zhì)晶體


    （二）產(chǎn)品特點及優(yōu)勢
    模擬重力環(huán)境范圍 旋轉(zhuǎn)提供微重力環(huán)境模擬（10-3G），同時提供超重力環(huán)境的模擬（2G，2.5G或3G）、月球重力0.17G、火星重力0.38G
    模擬環(huán)境下的重力監(jiān)測能力 可提供模擬環(huán)境下的重力監(jiān)測，X 軸、Y 軸、Z 軸三維空間重力監(jiān)測并顯示實時重力數(shù)值,精確度±0.001G，讓研究人員實時采集了解模擬環(huán)境重力的精確變化。
    模擬微重力環(huán)境旋轉(zhuǎn)模式及速度 模擬微重力環(huán)境的4種旋轉(zhuǎn)模式的速度分別為A：4rpm, B: 3rpm, C: 2rpm, D: 1rpm。
    模擬超重力環(huán)境旋轉(zhuǎn)模式及速度 模擬超重力環(huán)境的3種旋轉(zhuǎn)模式分別為2.0G, 2.5G , 3G 。
    細胞培養(yǎng)裝置搭載架類型 T25透氣型培養(yǎng)瓶不少于10個，其他規(guī)格的培養(yǎng)裝置如培養(yǎng)皿、球體生物反應器等可以按照需求定制搭載架。
    儀器操作及使用方式 帶有攝像頭可監(jiān)測設備運行狀態(tài)，具有快速啟動（手動控制）或程序預約功能，儀器通過觸屏操控，簡單方便；該儀器可以直接放進培養(yǎng)箱，方便細胞的培養(yǎng)。

    應用案例
    （一）微重力加速α-突觸核蛋白聚集并在體外帕金森病模型中誘導氧化應激
    模擬微重力（simulated microgravity, s-μg）確實能夠加速α-突觸核蛋白（alpha-synuclein, α-syn）的聚集，并誘導氧化應激，這一現(xiàn)象在體外帕金森?。≒arkinson's disease, PD）模型中得到了驗證。研究發(fā)現(xiàn)，s-μg環(huán)境下，α-syn的單體和聚集態(tài)水平均顯著增加，同時伴隨氧化應激標志物丙二醛（MDA）水平的升高，表明脂質(zhì)過氧化程度加劇 。此外，α-syn的聚集傾向從單體形式向更復雜的聚集體形式轉(zhuǎn)變，這可能進一步加劇神經(jīng)元損傷 。

    氧化應激在PD的病理機制中扮演重要角色。α-syn寡聚體通過金屬離子依賴機制誘導ROS（活性氧物質(zhì)）產(chǎn)生，從而引發(fā)細胞毒性。在模擬微重力條件下，細胞內(nèi)抗氧化酶（如超氧化物歧化酶，SOD）的活性未能完全抵消ROS的增加，導致細胞內(nèi)氧化應激水平顯著升高 。這種氧化應激不僅影響細胞代謝，還可能觸發(fā)凋亡途徑 。


    研究還表明，模擬微重力對不同細胞系的影響存在差異。例如，在SH-SY5Y神經(jīng)母細胞系中，雖然α-syn的聚集水平顯著增加，但其抗氧化能力似乎有所補償，因此細胞內(nèi)總抗氧化能力（TAC）水平未顯著下降 。然而，在3K-SNCA細胞系中，盡管α-syn聚集水平同樣上升，但其抗氧化能力顯著下降，表明不同細胞系對氧化應激的適應性可能存在差異 。

    值得注意的是，模擬微重力環(huán)境不僅加速了α-syn的聚集，還可能通過影響線粒體功能和溶酶體生理來加劇神經(jīng)退行性變化 。例如，線粒體功能障礙是PD的重要特征之一，而模擬微重力條件下線粒體呼吸鏈復合物的活性可能受到影響，從而進一步加劇氧化應激 。


    模擬微重力通過促進α-syn的聚集和誘導氧化應激，加速了帕金森病的病理進程。這一發(fā)現(xiàn)為理解PD的分子機制提供了新的視角，并為未來利用太空實驗模型研究神經(jīng)退行性疾病提供了重要的基礎 。
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