微重力是指極小的重力環(huán)境,，主要在太空或專門模擬這種狀態(tài)的環(huán)境中出現(xiàn),。在微重力條件下,，細胞對重力的響應發(fā)生顯著變化，影響細胞結構和功能,，進而影響細胞增殖,、分化、通信和存活等關鍵過程,。研究微重力對生物系統(tǒng)的影響對于保護宇航員健康和推動生物醫(yī)學創(chuàng)新具有重要意義。

 微重力對免疫系統(tǒng)的影響
微重力顯著影響免疫系統(tǒng),，削弱免疫細胞的發(fā)育,、功能和響應能力。例如,，造血干細胞分化為巨噬細胞的能力受損,，巨噬細胞的M1（促炎）和M2（抗炎和修復）亞型之間的平衡被打破，影響感染控制和組織修復,。樹突狀細胞的功能也受到負面影響,，其抗原呈遞能力下降。中性粒細胞數(shù)量增加但功能減弱,，B淋巴細胞增殖減少且凋亡增加,，自然殺傷（NK）細胞的細胞毒性活性降低,。這些變化導致宇航員在太空環(huán)境中更容易感染。

 微重力對癌癥生物學的影響
微重力促進了癌癥干細胞和甲狀腺癌細胞的球體形成,，這些球體結構更接近體內腫瘤的動態(tài),，為腫瘤學研究提供了新的視角。微重力還增強了組織再生能力,，通過調節(jié)Hippo和PI3K-Akt等關鍵途徑,，改善干細胞分化為造血和心肌細胞系。此外,，微重力誘導肝代謝,、內皮功能和骨機械轉導的顯著變化，導致脂質失調,、血管重塑和加速骨丟失,。在器官水平上，微重力誘導的顯著變化包括肝代謝,、內皮功能和骨機械轉導,，導致脂質失調、血管重塑和加速骨丟失,。值得注意的是,，來自人類多能干細胞的心肌細胞在微重力下培養(yǎng)時，表現(xiàn)出增強的線粒體生物發(fā)生,、改善的鈣處理和結構成熟度的提高,，包括肌節(jié)長度增加和核偏心度增加。這些進步使得功能性心肌細胞的發(fā)育成為可能,，為治療心臟?。ㄈ缧募」Ｋ溃┨峁┝擞邢Ｍ闹委煓C會。

微重力對組織和器官系統(tǒng)的影響
微重力對微血管內皮細胞,、肝代謝和腸道穩(wěn)態(tài),、骨健康和機械轉導以及腎臟細胞都有顯著影響。例如,，微重力抑制微血管內皮細胞的增殖,，影響血管修復；在肝臟中,，微重力導致脂質積累和炎癥細胞浸潤,，影響肝代謝；在腸道中,，微重力導致菌群失調和內毒素血癥,；在骨骼中，微重力導致骨質流失加速。此外,，微重力還影響腎臟細胞的代謝,，導致氧化磷酸化和脂肪酸氧化基因表達降低，同時增加纖維連接蛋白（FN1）,、基質金屬蛋白酶7（MMP7）和TGFBI的表達,。

微重力對干細胞和細胞再生的影響
微重力對干細胞的增殖和再生能力有顯著影響。例如,，微重力暫時失活Hippo途徑,，促進細胞增殖和組織修復。此外,，微重力還影響造血干細胞的分化,，通過激活特定基因和途徑（如RUNX1、SOX17和GATA3）來促進造血干細胞的建立,、多能性維持和成熟,。PI3K-Akt和mTOR途徑也參與這一過程，STRIAK作為調節(jié)因子,。

 微重力對病原體毒力的影響
微重力環(huán)境下,，細菌病原體如沙門氏菌和大腸桿菌表現(xiàn)出更高的毒力、抗生素抗性,、應激耐受性和生物膜形成能力,。這些變化對宇航員健康、太空探索以及預防太空環(huán)境中的食源性疾病具有重要意義,。

 

北京基爾比生物科技有限公司 研制的微重力clinostat：

1. 可以進行細胞培養(yǎng)的同時,，連續(xù)實時定量記錄模擬環(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)境的調節(jié),，且可直接放進培養(yǎng)箱，方便細胞的培養(yǎng),。
 

 2. 旋轉提供微重力環(huán)境模擬（10^-3G）,，同時提供超重力環(huán)境的模擬（2G，2.5G或3G）

3. 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,讓研究人員實時采集了解模擬環(huán)境重力的精確變化,。

 4. 攝像頭監(jiān)控設備運行狀態(tài)，具有可以快速啟動及程序預約功能

微重力對生物過程有深遠影響,，包括免疫反應,、細胞增殖和組織再生。這些影響對人類健康有重要意義，特別是在長期太空旅行中,。微重力研究不僅有助于保護宇航員健康,，還為再生醫(yī)學、癌癥治療和免疫功能管理提供了新的機會,。