三维细胞类器官培养系统
-
微/超重力三维细胞培养系统(一)功能介绍和主要应用领域
可以连续实时定量记录模拟环境的重力变化,便于观测模拟微重力或超重力效应下细胞、组织等变化规律和实现对实验环境的调节,且可直接放进培养箱,方便细胞的培养。
航空航天/生物学研究:植物微重力研究领域,微重力环境的生物育种,特种植物栽培等,人类(或宇航员)微重力下器官、细胞培养特性研究,太空旅行肌肉萎缩、骨萎缩、 脑科学等
再生医学/干细胞研究:iPS细胞 、ES细胞,间充质干细胞,微重力细胞培养,3D细胞培养,动物神经、软骨、筋、骨、血液的培养研究
药物发现/细胞治疗研究:癌症研究领域,癌细胞的3D培养,血管生成研究,蛋白质结构分析领域,微重力环境中的蛋白质晶体
(二)产品特点及优势模拟重力环境范围 旋转提供微重力环境模拟(10-3G),同时提供超重力环境的模拟(2G,2.5G或3G)、月球重力、火星重力 模拟环境下的重力监测能力 可提供模拟环境下的重力监测,X 轴、Y 轴、Z 轴三维空间重力监测并显示实时重力数值,精确度±0.001G,让研究人员实时采集了解模拟环境重力的精确变化。 模拟微重力环境旋转模式及速度 模拟微重力环境的4种旋转模式的速度分别为A:4rpm, B: 3rpm, C: 2rpm, D: 1rpm。 模拟超重力环境旋转模式及速度 模拟超重力环境的3种旋转模式分别为2.0G, 2.5G , 3G 。 细胞培养装置搭载架类型 T25透气型培养瓶不少于10个,其他规格的培养装置可以按照需求定制搭载架。 仪器操作及使用方式 带有摄像头可监测设备运行状态,具有快速启动(手动控制)或程序预约功能,仪器通过触屏操控,简单方便;该仪器可以直接放进培养箱,方便细胞的培养。
应用案例(一)微重力加速α-突触核蛋白聚集并在体外帕金森病模型中诱导氧化应激
模拟微重力(simulated microgravity, s-μg)确实能够加速α-突触核蛋白(alpha-synuclein, α-syn)的聚集,并诱导氧化应激,这一现象在体外帕金森病(Parkinson's disease, PD)模型中得到了验证。研究发现,s-μg环境下,α-syn的单体和聚集态水平均显著增加,同时伴随氧化应激标志物丙二醛(MDA)水平的升高,表明脂质过氧化程度加剧 。此外,α-syn的聚集倾向从单体形式向更复杂的聚集体形式转变,这可能进一步加剧神经元损伤 。
氧化应激在PD的病理机制中扮演重要角色。α-syn寡聚体通过金属离子依赖机制诱导ROS(活性氧物质)产生,从而引发细胞毒性。在模拟微重力条件下,细胞内抗氧化酶(如超氧化物歧化酶,SOD)的活性未能完全抵消ROS的增加,导致细胞内氧化应激水平显著升高 。这种氧化应激不仅影响细胞代谢,还可能触发凋亡途径 。
研究还表明,模拟微重力对不同细胞系的影响存在差异。例如,在SH-SY5Y神经母细胞系中,虽然α-syn的聚集水平显著增加,但其抗氧化能力似乎有所补偿,因此细胞内总抗氧化能力(TAC)水平未显著下降 。然而,在3K-SNCA细胞系中,尽管α-syn聚集水平同样上升,但其抗氧化能力显著下降,表明不同细胞系对氧化应激的适应性可能存在差异 。
值得注意的是,模拟微重力环境不仅加速了α-syn的聚集,还可能通过影响线粒体功能和溶酶体生理来加剧神经退行性变化 。例如,线粒体功能障碍是PD的重要特征之一,而模拟微重力条件下线粒体呼吸链复合物的活性可能受到影响,从而进一步加剧氧化应激 。
模拟微重力通过促进α-syn的聚集和诱导氧化应激,加速了帕金森病的病理进程。这一发现为理解PD的分子机制提供了新的视角,并为未来利用太空实验模型研究神经退行性疾病提供了重要的基础 。