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類器官微重力培養是一種利用微重力環境來培養類器官的技術,在生命科學研究的多個領域都具有重要意義。以下是相關介紹:
培養系統與技術
TDCCS - 3D 微重力三維細胞培養系統創新運用傾斜旋轉裝置,這一巧妙設計使得整機能夠實現三維動態旋轉。在這一過程中,細胞仿佛置身于一個更為靈活多變的“搖籃"中,不斷適應著獨特的運動模式。這種獨特的旋轉方式打破了傳統培養模式的局限,為細胞提供了更接近體內真實環境的動態變化,使細胞在培養過程中能以一種全新的姿態生長和相互作用。
對類器官的影響
美國科學家將由干細胞制成的腦細胞類器官送上國際空間站,結果顯示,在微重力環境下生長的類器官具有更高水平與成熟相關的基因,以及更低水平與增殖相關的基因,這意味著細胞發育得更快,復制得更少。此外,微重力下生長的類器官炎癥較少,壓力相關基因的表達較低。
應用領域
- 疾病建模:在神經退行性疾病研究中,微重力環境下培養的腦類器官可用于研究太空旅行對中樞神經系統的影響,以及神經退行性疾病的發病機制。在腫瘤研究中,微重力環境能使腫瘤類器官形成更接近體內真實腫瘤的三維結構和細胞組成,更好地重現體內腫瘤細胞間的復雜網絡,為研究腫瘤的生長、侵襲和轉移特性提供了更理想的模型。
- 藥物研發:微重力3D培養的心肌細胞更接近人體生理狀態,可大幅提高藥物心臟毒性測試的效率和可靠性,為開發抗癌藥物等提供關鍵線索,提高藥物篩選的效率和準確性。
- 再生醫學:微重力環境可能通過調控細胞骨架和信號通路,促進細胞的分化和組織形成,為培養用于移植的功能性組織和器官提供了可能。例如,微重力培養的心臟祖細胞可分化為功能性心肌細胞,并自發形成規律跳動的“心臟球",返回地球后仍保持正常電生理特性,可直接用于移植或藥物測試。