如何利用微重力環境開展組織工程研究是目前空間生物學研究的前沿和熱點問題。近期，中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員戴建武及國家衛生健康委科學技術研究所研究員馬旭團隊利用微重力反應器（rotary cell culture system，RCCS）模擬太空微重力環境，探索微重力環境下培養神經幹細胞應用於脊髓損傷的修復效果。
圖1 實驗設計流程圖
研究團隊建立大鼠的全橫斷脊髓損傷模型，評價在微重力環境中三維培養（3D）的神經幹細胞植入大鼠脊髓損傷部位後功能恢復情況。透過對損傷部位的熒光檢測分析，研究發現與植入傳統細胞培養環境中培養的3D神經幹細胞相比，植入RCCS中培養的3D神經幹細胞存活比率更高，並且在損傷部位內分化成功能性神經元的數目也有增多，同時還具有減弱損傷部位內過強的炎症反應和瘢痕形成的效果。透過Basso-Beattie-Bresnahan評分、斜板試驗和電生理學檢測結果顯示，在RCCS中培養的3D神經幹細胞比在傳統細胞培養環境中培養的3D神經幹細胞具有更好的治療效果。
圖2 BBB評分、斜板實驗和電生理評價分析
該研究近日發表於Biomaterials Science。研究中採用的體外微重力培養系統是一種水平旋轉、無氣泡的膜擴散式氣體交換培養的旋轉細胞培養系統，也是目前公認的地面微重力效應模擬培養裝置。將該系統與基於膠原支架材料的3D細胞培養體系相結合可能是一種用於製備脊髓損傷修復的種子細胞的潛在手段。
該工作得到了國家自然科學基金和中科院戰略性先導科技專項專案的資助和支援。
來源：中國科學院遺傳與發育生物學研究所
