宇航员进入微重力环境后可出现一系列眼部改变，这些改变若得不到及时干预或治疗，将导致宇航员出现长期或永久的视力损害，不仅影响飞行任务的执行，还威胁宇航员的人身安全。尽管目前宇航员出现这些眼部改变的确切机制尚不明确，但相关研究已发现，宇航员进入微重力环境后会出现颅内压升高、神经系统改变、生化改变及淋巴、静脉系统循环障碍，这些可能都参与了疾病的发生与发展。现归纳国内外近50年来关于宇航员进入微重力环境后出现的眼部改变及其可能的发生机制，以期寻找针对这些眼部改变的预防和治疗措施，为宇航员筛查、训练及防治工作提供相关理论支持。

目的:研究模拟微重力对从医院获得性肺炎老年患者痰标本中分离出来的泛耐药鲍曼不动杆菌表型的影响。方法:利用微重力三维细胞培养系统建立鲍曼不动杆菌模拟微重力株，同时建立正常重力株作为对照组，利用Bioscreen观察两菌株的生长速度，通过涂抹平板计数法对两菌株进行菌落计数，通过观察两菌株在含有5 mmol/L过氧化氢(H 2O 2)的磷酸盐缓冲溶液中存活率研究两菌株的氧化应激性，通过结晶紫染色法观察两菌株的生物膜形成能力，通过K-B纸片法观察两菌株的抗生素敏感性。 结果:与正常重力株比较，模拟微重力株生长速度减慢，尤其是在10 h以后；平板菌落计数结果显示，与正常重力株比较，模拟微重力株生长受到抑制，菌落数为(2.33±0.61)×10 13CFU/L比(4.87±0.63)×10 13CFU/L( t＝4.865， P＝0.040)；模拟微重力株在H 2O 2溶液中存活率降低，为(51.43±0.97)%比(56.53±2.54)%( t＝4.715， P＝0.042)；模拟微重力株生物膜形成能力下降，吸光度( A) 570值为0.449±0.014比0.506±0.024( t＝8.692， P＝0.013)；阿米卡星对模拟微重力株的抑菌环直径(15.17±0.21)mm，比正常重力株(13.77±0.15)mm增加( t＝6.725， P＝0.021)。 结论:模拟微重力使泛耐药鲍曼不动杆菌的生长速度、氧化应激性、生物膜、抗生素敏感性发生了改变，这种现象可以为泛耐药鲍曼不动杆菌相关的医院获得性肺炎老年患者的治疗提供新策略。

目的:探讨模拟微重力环境下人HaCaT细胞的热损伤效应。方法:取人HaCaT细胞，采用随机数字表法分为模拟微重力热损伤(SMGTI)组、正常重力热损伤(NGTI)组和正常重力假伤(NGFI)组。NGFI组和NGTI组细胞于培养瓶中常规培养，SMGTI组细胞应用旋转细胞培养系统模拟微重力培养。将SMGTI组和NGTI组细胞置于45 ℃热水中10 min制作热损伤模型，NGFI组细胞置于37 ℃温水中10 min致假伤。伤后12 h，倒置相差电子显微镜下观察3组细胞形态。伤后2、6、12 h，取3组单细胞悬液，流式细胞仪检测细胞周期，实时荧光定量反转录PCR检测热休克蛋白70(HSP70)与基质金属蛋白酶9(MMP-9)及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)mRNA表达量，实验重复3次。伤后2、6、12 h，取3组细胞培养上清液，酶联免疫吸附测定法检测肝素结合性表皮生长因子(HB-EGF)浓度，实验重复3次。各组各时间点样本数均为3。对数据行析因设计方差分析、单因素方差分析、LSD检验、Kruskal-Wallis H检验和Mann-Whitney U检验。 结果:(1)伤后12 h，NGFI组细胞形态规则，细胞间排列规则，未见细胞碎片。NGTI组细胞形态较规则，细胞碎片较少，细胞间排列较NGFI组紧密。SMGTI组不规则形态细胞较多，大小不一，可见死亡细胞碎片。(2)NGTI组伤后2 h G1期细胞百分比较NGFI组和SMGTI组明显升高( P<0.05)，伤后6、12 h较NGFI组和SMGTI组明显降低( P<0.05)。NGTI组伤后2 h的G2/M期细胞百分比较SMGTI组明显降低( P<0.05)，NGTI组伤后6、12 h G2/M期细胞百分比较NGFI组和SMGTI组明显升高( P<0.05)。NGTI组伤后2、6、12 h S期细胞百分比较SMGTI组明显升高( P<0.05)，NGTI组伤后2、6 h S期细胞百分比较NGFI组明显降低( P<0.05)。(3)伤后2、6 h，NGTI组细胞HSP70 mRNA表达量为2.50±0.30、3.99±0.35，较NGFI组明显升高(1.14±0.15、0.82±0.27， P<0.05)，较SMGTI组明显升高(1.17±0.53、1.65±0.59， P<0.05)。伤后2、6、12 h，SMGTI组细胞MMP-9 mRNA表达量较NGTI组明显升高( Z＝-2.319、-2.882、-2.908， P<0.05)。伤后各时间点，NGTI组细胞caspase-3 mRNA表达量与NGFI组、SMGTI组相近( P>0.05)。(4)伤后2、6、12 h，NGTI组细胞培养上清液中HB-EGF浓度较NGFI组明显降低( P<0.01)。伤后2、6 h，SMGTI组细胞培养上清液中HB-EGF浓度较NGTI组明显升高( P<0.01)。 结论:模拟微重力条件下热损伤人HaCaT细胞的增殖、分泌功能以及创伤修复相关蛋白表达呈现复杂、多元的变化，这为进一步研究失重条件下损伤修复提供了理论基础。

目的:采用实时剪切波弹性成像（real-time shear wave elastography，RT-SWE）探究毛蕊异黄酮抗失重性肌萎缩的防护效果。方法:通过系统药理学方法筛选出黄芪中抗肌萎缩的潜在关键活性化合物毛蕊异黄酮。18只健康雄性Sprague-Dawley大鼠按随机数字表法分为对照组［0.5%羧甲基纤维素钠（carboxymethyl cellulose-Na，CMC-Na）灌胃］、尾悬吊（hind limb unloading，HLU）+CMC-Na组（HLU+0.5%CMC-Na灌胃）和HLU+毛蕊异黄酮组（HLU+毛蕊异黄酮灌胃），每组6只。连续灌胃28 d后，分别检测大鼠脏器指数、肝肾毒性、比目鱼肌组织湿重及肌重体重比。采用非侵入式的RT-SWE评价各组大鼠股直肌的厚度和弹性模量；组间差异比较采用单因素方差分析。结果:不同组间大鼠脏器指数和肝肾毒性差异无统计学意义（ P均>0.05）。不同组间大鼠比目鱼肌重量及肌重体重比差异有统计学意义（ F=60.66、56.44， P均<0.001）；与HLU+CMC-Na组相比，HLU+毛蕊异黄酮组大鼠的比目鱼肌重量及肌重体重比均升高，差异有统计学意义（ P均<0.01）。不同组间大鼠股直肌厚度及肌弹性模量差异有统计学意义（ F=35.47、14.68， P均<0.001）；与HLU+CMC-Na组相比，HLU+毛蕊异黄酮组大鼠的肌肉厚度和弹性模量均增加，差异有统计学意义（ P均<0.01）。 结论:毛蕊异黄酮对大鼠无毒副作用，可改善大鼠股直肌的厚度和弹性模量，有效预防失重性肌萎缩，可能为航天员的肌萎缩提供新的候选药物。

目的:评估尾部悬吊模拟失重大鼠视乳头周围视网膜和脉络膜厚度的变化。方法:60只大鼠分为对照组（15只）和尾部悬吊（简称尾悬）组（45只）。尾悬组采用-30°尾部悬吊建立模拟失重效应动物模型。分别在尾悬前及尾悬4、8周后采用光学相干断层扫描增强深度成像（enhanced depth imaging-optical coherence tomography，EDI-OCT）测量两组大鼠视乳头周围视网膜厚度；分别在尾悬前及尾悬4、8、10、12周后采用EDI-OCT测量两组大鼠脉络膜厚度。结果:尾悬组大鼠在不同时间点视乳头周围视网膜厚度差异有统计学意义（ F=30.89， P<0.001），且随着尾悬时间延长，其厚度呈下降趋势。尾悬8周后，尾悬组视乳头周围视网膜厚度与对照组比较差异有统计学意义（ t=5.73， P<0.001）。尾悬组大鼠在尾悬4、8、10、12周后脉络膜厚度与对照组比较，差异均有统计学意义（ t=6.32、12.78、9.69、6.39， P值均<0.001）；不同时间点尾悬组大鼠脉络膜厚度差异有统计学意义（ F=51.08， P<0.001）；随着尾悬时间延长，脉络膜厚度及其与尾悬前的差值均呈上升趋势，8周后达到峰值，后略有下降。 结论:随着尾悬时间延长，尾悬组大鼠的视乳头周围视网膜厚度总体呈下降趋势；脉络膜厚度变化值总体呈上升趋势，达到峰值后略有下降。

目的:观察分析模拟高载荷及失重环境下新西兰大白兔脊柱的影像学变化以及椎间盘内基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）与基质金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP）含量的变化，探讨高载荷及失重环境对椎间盘的影响，为预防和延缓高载荷及失重环境下的腰椎间盘退变提供理论依据。方法:采用余数随机单盲法将120只年龄及体重均衡的新西兰大白兔随机分为对照组（30 d、60 d、90 d组）和高载荷/失重组（30 d、60 d、90 d组）共6组，每组20只。通过动物离心机模拟高载荷，尾部悬吊法模拟失重。检测实验动物各实验阶段影像学的改变以及MMP1、MMP3以及TIMP1在椎间盘内的阳性表达率，比较各时间段高载荷/失重组与对照组之间、不同高载荷/失重暴露时间组之间检测结果的统计学差异。结果:影像学观测到实验动物腰 6骶 1椎间盘T2加权像有一定降低。各高载荷/失重组MMP1、MMP3阳性率高于同时间段对照组，差异有统计学意义（ t=22.97~145.51， P值均 <0.001）；MMP1、MMP3阳性率随着暴露时间的延长而增高，不同高载荷/失重暴露时间组之间差异有统计学意义（ F=2531.10、1758.80， P值均 <0.001）。高载荷/失重组TIMP1阳性率高于同时间段对照组，差异有统计学意义（ t=29.34~65.05， P值均 <0.001）；不同高载荷/失重暴露时间组之间TIMP1阳性率差异有统计学意义（ F=462.20， P<0.001）。 结论:高载荷/失重会引起动物腰椎间盘中MMP1、MMP3以及TIMP1的含量发生改变，且TIMP1早期变化明显，后期敏感性降低。高载荷/失重可能导致椎间盘中MMP与TIMP的含量发生改变，进而引起椎间盘加速退变。

航空航天活动过程中特殊力学环境导致的生理变化一直是力学生物学研究的重要组成部分.本文综述了2023年度空间失重环境力学生物学研究进展,主要聚焦失重的生物学效应,包括在细胞、模式动物和人体水平在空间真实环境和地面模拟失重条件下得到的研究结果,以期助力航空航天力学生物学的发展研究,并为航天员或地面相关人群的健康防护或对抗措施研究提供帮助.

研究大肠埃希菌在模拟失重条件下连续传代培养14d后生物学性状的变化.利用Gravite重力控制系统模拟失重条件连续传代培养大肠埃希菌14 d,对菌株的生长速率、形态学、生化代谢、生物膜、环境压力耐受性以及耐药性进行测定,评估模拟失重对大肠埃希菌生物学性状的影响.模拟失重可致大肠埃希菌生长速率增快、体积变小、生化代谢改变、环境压力耐受性及耐药性增加;而相应条件下的生物膜变化无统计学意义.模拟失重可引起大肠埃希菌相关的生物学性状发生变化.

目的 探讨间断性人工重力(intermittent artificial gravity,IAG)对模拟失重大鼠股动脉血管平滑肌细胞(femoral artery smooth muscle cells,FASMC)凋亡及血管重塑的作用.方法 将 30只 8周龄的SD大鼠随机分为3组,每组 10只,包括对照组(control group,CON)、模拟失重组(tail-suspended group,SUS)及模拟失重大鼠每日站立 1h的间断性人工重力组(standing group,STD).用M30及TUNNEL染色法检测大鼠FASMC的凋亡情况;用Western blot法检测各组大鼠股动脉组织中蛋白Caspase-3、Bad、FasL、Bcl2及增殖相关蛋白PCNA的表达.结果 与CON组比较,SUS组和STD组大鼠FASMC M30及TUNNEL染色阳性率显著增加(P<0.05);STD组M30及TUNNEL染色阳性率较SUS组显著减少(P<0.05).SUS组大鼠股动脉组织蛋白Bad、FasL及Caspase-3的表达较CON组和STD组显著增多(P<0.05),STD组Bad、FasL及Caspase-3的表达较CON组显著增加(P<0.05).STD组凋亡抑制因子Bcl2及增殖相关蛋白PCNA的表达较CON组及SUS组皆显著增加(P<0.05).结论 IAG对抗可有效减轻模拟失重致FASMC的凋亡,表明IAG对抗在失重引起的大鼠股动脉血管适应性重建中发挥重要作用.

目的 探究骨髓间充质干细胞(BMSCs)对微重力环境下大脑的保护和分子调节机制.方法 以后肢去负荷(HU)模型模拟失重生理效应,将小鼠分为:对照组,HU模型组、BMSCs治疗组,每组 6 只,对比分析模拟微重力对小鼠大脑造成的损伤及BMSCs对损伤的修复作用;利用RT-qPCR检测大脑皮质中关键促炎因子Il-6、Il-1β和Tnf-α的表达水平;利用免疫组织化学染色检测大脑皮质中小胶质细胞(IBA1 阳性)和星形胶质细胞(GFAP 阳性)的比例;利用Western blot 检测细胞凋亡与衰老相关蛋白BAX、BCL-2、p21、p53 的表达水平.结果 与野生小鼠相比,后肢去负荷小鼠大脑皮质的Il-6、Il-1β和Tnf-α的表达水平显著上升(P＜0.05),BAX、p21 和p53 蛋白的表达水平显著升高(P＜0.05),BCL-2蛋白的表达水平显著降低(P＜0.05),小胶质细胞(IBA1 阳性)和星形胶质细胞(GFAP阳性)的比例升高(P＜0.05);经过BMSCs治疗以后,HU小鼠大脑皮质的Il-1β的表达水平显著降低(P＜0.05),BAX、p21 和p53 蛋白的表达水平显著降低(P＜0.05),BCL-2蛋白的表达水平显著升高(P＜0.05),小胶质细胞(IBA1 阳性)和星形胶质细胞(GFAP阳性)的比例减少(P＜0.05).结论 BMSCs通过抑制炎性反应、抗细胞凋亡与衰老来缓解模拟失重对小鼠大脑产生的不利影响.