目的 研究模擬微重力條件下構建新生大鼠心肌細胞三維培養體系的方法。方法 分離新生大鼠原代心肌細胞，接種于聚乳酸（PLA）支架材料上，經攪拌瓶培養24小時后轉入旋轉式細胞培養系統，用倒置相差顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡觀察心肌細胞在支架上的生長情況，以四甲基偶氮唑鹽(MTT)比色法檢測細胞活性。結果 心肌細胞在PLA支架材料上貼壁、伸展，融合成片，保持持續的代謝活性，發現PLA-心肌細胞復合構造物的搏動。結論 接種于PLA支架材料上的原代心肌細胞，在旋轉式細胞培養系統的模擬微重力條件下，可以進行較理想的三維培養。
目的探討模擬微重力環境下，Indianhedgehog（IHH）基因過表達對兔BMSCs成軟骨分化的影響。 方法取第2代兔BMSCs，分為旋轉微重力細胞培養系統（rotary cell culture system，RCCS）組和傳統組2個大組，每個大組進一步分為3個亞組，即IHH基因腺病毒載體轉染組（RCCS 1組和傳統1組）、綠色熒光蛋白腺病毒載體轉染組（RCCS 2組和傳統2組）及空白對照組（RCCS 3組和傳統3組）。RCCS組細胞均在模擬微重力環境下進行成軟骨細胞誘導分化；常規組在6孔板中進行常規細胞培養及成軟骨細胞誘導分化。誘導分化過程中，檢測IHH蛋白表達（ELISA法）及ALP活性；實時熒光定量PCR檢測軟骨及軟骨肥大相關基因表達；Wertern blot法檢測Ⅱ型膠原、聚集蛋白聚糖（aggrecan，ANCN）蛋白表達；并取細胞爬片行甲苯胺藍染色及膜聯蛋白V（Annexin V）-cy3免疫熒光染色觀察。 結果轉染后熒光顯微鏡下RCCS 1、2組可見明顯綠色熒光，轉染效率約95%。ELISA檢測示，RCCS及傳統1組IHH蛋白均明顯高于2、3組（P < 0.05）；傳統1組各時間點ALP活性均高于傳統2、3組（P < 0.05），RCCS 1組ALP活性僅于誘導分化3、7 d稍高于RCCS 2、3組（P < 0.05）。實時熒光定量PCR檢測示，傳統1組在誘導分化早期高表達Ⅱ型膠原、ANCN，但在后期高表達Ⅹ型膠原、ALP及AnnexinⅤ（P < 0.05）；RCCS 1組在誘導分化各時期均高表達軟骨相關基因Ⅱ型膠原、ANCN、SOX9，且低表達軟骨肥大相關基因Ⅹ型膠原、ALP及AnnexinⅤ（P < 0.05）。Wertern blot法檢測示，誘導21 d時傳統1組Ⅱ型膠原蛋白表達量明顯低于傳統2、3組（P < 0.05）；RCCS 1組各時間點Ⅱ型膠原、ANCN蛋白表達量均明顯高于RCCS 2、3組（P < 0.05）。甲苯胺藍染色示，誘導21 d時傳統1組染色淺于傳統2、3組，RCCS 1組各時間點染色均明顯深于RCCS 2、3組；Annexin V-cy3免疫熒光染色示，各時間點傳統1組紅色熒光均強于傳統2、3組，RCCS各亞組紅色熒光表達均較弱且組間無明顯差異。 結論在模擬微重力環境下，IHH基因轉染BMSCs可有效促進軟骨生成，并抑制軟骨老化或向成骨發展，適合軟骨組織工程的需要。
目的 模擬微重力培養甲狀旁腺細胞，觀察細胞形態及細胞分泌功能，以探討甲狀旁腺細胞更為優良的培養方法。 方法 雄性 Wistar 大鼠，37 只，體質量 150～200 g。1% 戊巴比妥鈉（50 mg/kg）腹腔注射麻醉。手術切取甲狀旁腺并經病理學證實。用膠原酶 Ⅱ 消化獲得甲狀旁腺細胞后，按培養條件不同分為普通培養組（單純甲狀旁腺細胞靜置培養）、聚羥基乙酸（polyglycolic acid，PGA）支架培養組（甲狀旁腺細胞接種在 PGA 支架上靜置培養）、微重力培養組（甲狀旁腺細胞和 PGA 支架在模擬微重力環境中共培養）3 組。于細胞培養第 1、3、5、7 天時測量各組細胞培養液中甲狀旁腺激素（parathyroid hormone，PTH）的濃度，于倒置相差顯微鏡下觀察甲狀旁腺細胞的生長形態、吖啶橙/碘化丙啶染色細胞并計算細胞存活率。 結果 普通培養組的細胞在第 7 天時大部分細胞形態良好，部分細胞團中心出現壞死灶。PGA 支架培養組在第 7 天時支架上的細胞大部分沿 PGA 纖維縱軸方向向兩極伸展，相鄰支架被細胞外基質連接。微重力培養組的細胞在培養第 7 天時細胞仍呈圓形，相互聚集成團，并逐漸增大；培養液中的 PTH 濃度也明顯高于 PGA 支架培養組和普通培養組（P<0.05），且存活率也明顯高于另外兩組（P<0.05）。 結論 模擬微重力培養甲狀旁腺細胞，能使細胞保持良好形態，并顯著提高細胞活力及存活率，從而為細胞輸注移植治療甲狀旁腺功能減退癥提供優良的供體細胞，PGA 支架可以作為甲狀旁腺細胞培養的良好載體。
本論文旨在通過大鼠尾部懸吊方式建立模擬微重力動物模型，研究微重力環境對無創方法測量大鼠血氧飽和度結果的影響。分別在飼養第 14 天、21 天和 28 天使用脈搏血氧儀、血氣分析儀測量實驗組、對照組大鼠的脈搏血氧飽和度（SpO2）及動脈血氧飽和度（SaO2）。配對 t 檢驗結果顯示，與對照組相比，實驗組大鼠的 SpO2 在第 14 天（P < 0.05）、21 天（ P < 0.05）和 28 天（ P < 0.05）均明顯低于 SaO 2 值。方差分析結果顯示，SpO2 值與造模時間有關，而 SaO2 值與造模時間無關。上述結果表明，現有常規脈搏血氧儀可能不適用于空間微重力環境下的血氧飽和度測量。
本文旨在研究微重力環境對 MC3T3-E1 細胞成骨分化的影響，并進一步探討微重力環境下核因子 κB（NF-κB）信號通路對成骨細胞零重力的響應機制。將 MC3T3-E1 細胞分別進行正常培養（CON）和模擬微重力培養（SMG），培養期滿后觀察成骨性相關分子表達變化以及 NF-κB 信號通路變化情況。結果顯示，在微重力條件下，堿性磷酸酶（ALP）、骨鈣素（OCN）、一型膠原（CoL-Ⅰ）的基因和蛋白水平表達下調；與此同時，NF-κB 信號抑制子 α（IκB-α）下調，p65 表達顯著上調，且二者磷酸化水平升高，細胞培養液中 IL-6 含量增多。研究表明，微重力環境下 NF-κB 信號通路可激活并調控成骨細胞分化。
目的 制備負載威靈仙總皂苷（clematis total saponins，CTS）絲素蛋白微載體，探討其復合軟骨細胞后促進兔膝關節軟骨缺損修復的效果。方法 取5%絲素蛋白溶液與10 mg/mL CTS溶液、甘油混勻后，利用高壓靜電場結合冷凍干燥方法制備負載CTS絲素蛋白微載體，掃描電鏡對樣本表征并檢測CTS累積釋放量；同時制備絲素蛋白微載體。取6只4周齡新西蘭大白兔膝關節軟骨，分離培養軟骨細胞并傳代。取第3代細胞分別與兩種微載體在微重力條件下共培養7 d，期間倒置相差顯微鏡及掃描電鏡觀察軟骨細胞在微載體上黏附情況，細胞計數試劑盒8（cell counting kit 8，CCK-8）檢測細胞增殖活性，并與正常培養細胞比較。取30只3月齡新西蘭大白兔制備雙側膝關節軟骨缺損模型后隨機分為3組（n=20），A組膝關節軟骨缺損不作任何處理，B、C組分別采用絲素蛋白微載體-軟骨細胞復合物、負載CTS絲素蛋白微載體-軟骨細胞復合物填充關節軟骨缺損。術后12周取材，ELISA檢測關節液基質金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase 9，MMP-9）、MMP-13、MMP組織抑制因子1（tissue inhibitor of MMP 1，TIMP-1）水平；大體觀察及組織學觀察（HE、甲苯胺藍染色）評估軟骨缺損修復情況；Western blot檢測Ⅱ型膠原及蛋白聚糖表達；組織學及誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）免疫組織化學染色觀察關節滑膜炎癥程度。結果 負載CTS絲素蛋白微載體呈類球形，直徑主要在300～500 μm 之間，表面呈多孔結構，孔隙率達35.63%±3.51%；藥物緩釋檢測示微載體中CTS可長期緩慢釋放。微重力條件下隨培養時間延長，兩種微載體表面黏附的軟骨細胞逐漸增多，培養24 h時軟骨細胞增殖活性均較正常培養細胞提高（P<0.05），兩種微載體間差異無統計學意義（P>0.05）。動物體內實驗觀察，與A、B組相比，C組關節液中MMP-9、MMP-13含量均降低（P<0.05），TIMP-1含量上調（P<0.05）。與A組相比，B、C組軟骨缺損均有組織填充，且C組修復表面更完整，與周圍軟骨結合較好；組織學觀察及Western blot檢測顯示B、C組國際軟骨修復評分準則（ICRS）評分以及Ⅱ型膠原、蛋白聚糖相對表達量均優于A組，C組優于B組，差異均有統計學意義（P<0.05）。關節滑膜組織學觀察顯示，與A、B組相比，C組滑膜炎癥細胞浸潤及小血管增生減少，免疫組織化學染色示C組iNOS表達水平降低（P<0.05）。結論 負載CTS絲素蛋白微載體具有良好的CTS緩釋效果及生物相容性，在微重力條件下能促進共培養的軟骨細胞增殖，植入體內后能促進兔膝關節軟骨缺損修復。