在地面模擬太空失重環境，解決了在軌空間站科研投入成本高昂，環境資源受限等難題！

北京基爾比生物科技公司研制生產的（Rotary cell culture system微重力旋轉細胞培養系統RCCS）

（一）微重力3D細胞培養系統-功能應用

通過連續實時定量監測模擬環境的重力變化，便于觀測模擬微重力或超重力效應下細胞、組織等變化規律和實現對實驗環境的調節，且可直接放進培養箱，方便細胞的培養。

模擬太空環境：微重力可以模擬太空中的生理環境，這對于研究太空生物學和生命科學具有重要意義。特別是在研究宇航員在太空中的健康問題、提高太空任務的安全性和成功率方面，微重力培養細胞提供了有力的實驗手段。

加速細胞衰老：微重力可以加速細胞的衰老過程。例如，在國際空間站上培養的大腦、心臟等類器官，微重力條件可以加速這些類器官的衰老，有助于科學家們確定衰老是如何發生的，并設計相應的預防措施。

藥物篩選與優化：在微重力環境下，細胞對藥物的反應可能會發生變化，這有助于研究人員篩選和優化藥物，揭示藥物的新作用機制和潛在療效。

（二）微重力3D細胞培養系統-產品特點及優勢

微重力3D細胞培養系統，3D細胞培養系統能夠更好地模擬生物體內細胞存活的自然環境，保持細胞間相互作用和更逼真的生化和生理反應。即使在簡單的球體模型中，也能形成氧氣、營養物質、代謝物和可溶信號的梯度，形成多樣化的細胞群體。由于3D細胞培養更接近真實生理狀態，因此研究結果更貼近實際情況，提高了實驗的可靠性和準確性。它能夠更好地模擬細胞之間的相互作用、細胞的形態和功能，以及藥物對細胞的影響。

3D細胞培養系統具有更高的標準化和可控制性，可以減少實驗誤差，提高實驗的可重復性。通過優化3D培養條件，可以進一步提高實驗的可靠性和穩定性。

3D細胞培養系統可以更好地模擬人體對藥物的反應，從而提高藥物篩選的效率。通過3D培養，可以更準確地評估藥物的毒性、藥效和代謝過程，為新藥研發提供更有價值的參考。

3D細胞培養系統可以模擬多種疾病的發生和發展過程，為疾病研究提供新的手段和方法。通過實現持續灌流和恒定剪切力，可以研究疾病細胞與正常細胞之間的差異，探索疾病的發病機制，為新的治療方法提供依據。

微重力3D細胞培養系統-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，這一現象在體外帕金森病（Parkinson's disease, PD）模型中得到了驗證。研究發現，s-μg環境下，α-syn的單體和聚集態水平均顯著增加，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變，這可能進一步加劇神經元損傷 。

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）產生，從而引發細胞毒性。在模擬微重力條件下，細胞內抗氧化酶（如超氧化物歧化酶，SOD）的活性未能抵消ROS的增加，導致細胞內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。這一發現為理解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退行性疾病提供了重要的基礎 。