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。

太空微重力环境对航天员身体各系统造成的损伤，直接影响其工作效率。分析太空微重力环境和地面模拟微重力环境对认知和情绪的影响、潜在机制及干预措施的相关研究，发现微重力环境导致学习、记忆、空间定向等方面的功能障碍，引起焦虑和抑郁情绪。微重力环境相关的认知和情绪损伤机制复杂，包括神经元损伤、大脑结构改变、神经递质失调、突触功能异常、氧化应激损伤和能量代谢紊乱等。天然提取物等药物手段、重复经颅磁刺激等物理干预及益生菌等新疗法有望减轻微重力暴露所致的认知损伤及情绪障碍。随着我国航天医学的发展，微重力环境对认知和情绪损伤的潜在机制及干预措施仍有待深入研究。

目的 探讨模拟微重力环境下miR-194-3p对成骨细胞功能变化的调控作用,为极端力学环境下成骨细胞的力学响应机制提供理论基础.方法 利用细胞旋转培养系统建立细胞水平微重力环境,分别采用MTT、RT-PCR、Western blot、荧光双染色法和茜素红染色法检测转染miR-194-3p抑制剂前后MC3T3-E1 成骨细胞增殖、分化、凋亡和矿化的变化情况.结果 模拟微重力环境下miR-194-3p表达上调,成骨细胞的增殖、分化和矿化均受到一定程度的抑制,同时促进了成骨细胞的凋亡.转染miR-194-3p抑制剂后,miR-194-3p表达显著下调,且能部分逆转由微重力导致的细胞成骨细胞增殖减弱、成骨分化标志物如ALP、OCN和COL-I基因和蛋白表达降低、骨矿化结节减少和成骨细胞凋亡数目增加的情况,说明miR-194-3p能有效改善微重力暴露下成骨细胞功能异常的情况.结论 模拟微重力环境下miR-194-3p可能作为一种负调控因子,通过调控成骨细胞功能参与其力学响应的进程.

目的:了解胶原蛋白肽对模拟微重力条件下培养的鼠T淋巴细胞功能的影响.方法:分离小鼠的脾细胞,采用旋转式细胞培养系统模拟微重力条件,采用有丝分裂源刀豆球蛋白A刺激T淋巴细胞,并分别加入不同浓度的胶原蛋白肽,检测淋巴细胞的增殖能力及培养上清中细胞因子的水平.结果:模拟微重力可以使脾脏T淋巴细胞的增殖能力受到抑制,产生细胞因子的水平下降,而胶原蛋白肽能促进模拟微重力条件下培养的淋巴细胞增殖及细胞因子分泌.结论:胶原蛋白肽可能通过调节淋巴细胞的增殖功能及细胞因子的分泌,减轻模拟微重力环境下对T淋巴细胞的抑制作用.

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.

目的 探讨模拟空间环境下神经胶质细胞外泌体的可视化快速检测方法.方法 通过2 Gy、5 Gy辐照,12h、24 h微重力的处理方式,建立模拟空间环境下神经胶质细胞的损伤模型,将条件培养基和试剂盒提取的外泌体转移至神经元,明确神经胶质细胞对神经元产生的影响.通过膜嵌入型荧光染料分子对外泌体进行活细胞荧光标记,以荧光强度为指标对条件培养基中的外泌体释放规律进行可视化监测.探究不同保存条件、保存时间对外泌体的数量和粒径的影响.结果 首先,本实验证实模拟空间环境下受损胶质细胞释放的胞外囊泡可在一定程度上保护神经元,而外泌体在这一过程中发挥决定性作用,并确定神经系统外泌体可视化检测方案与传统外泌体验证方案的结论一致;其次,本实验建立了可用于半定量分析的外泌体数量和粒径经验曲线,为细胞培养基中外泌体的快速检测提供了新思路.最后,本实验明确了培养基样本的最佳保存条件,为航天飞行后培养基样本的地基/天基在线分析奠定了基础.结论 通过荧光标记可实现外泌体的快速检测和分析,并用于模拟空间环境下神经胶质细胞损伤的探究.

目的 探讨中药复方强骨抗萎方(QG)对模拟失重效应诱导的小鼠肌管细胞萎缩的保护效果.方法 将诱导分化成功的小鼠肌管细胞(C2C12细胞)分为六组.然后通过三维回转器建立48 h小鼠肌管细胞模拟微重力效应(simulated microgravity effect,SMG)模型(48h-SMG组),其中三组给予2.50、1.25、0.625 mg/mL的QG,一组给予2.70μg/mL阿仑膦酸钠作为阳性对照.通过H2O2、MDA检测试剂盒和TNF-α ELISA试剂盒检测肌管细胞中氧化因子和炎性因子的水平.采用蛋白质印迹法(Western blotting法)检测肌管细胞中NF-κB/IκB蛋白质分解通路和IGF-1/PI3K/Akt蛋白质合成通路的相关蛋白质表达水平,并采用7μmol/L IGF-1抑制剂处理后对IGF1/PI3K/Akt通路进行验证.结果 与对照组相比,48h-SMG组的肌管氧化水平和炎性水平显著上升(P<0.05),IKK、NF-κB和MURF-1蛋白的表达水平显著上升19.9%±6.1%、189.3%±15.9%、445.0%±46.1%,IκB表达水平显著降低26.5%±0.1%(P<0.05).IGF-1/PI3K/Akt通路中IGF-1、PI3K、p-Akt/Akt和mTOR的水平降低23.6%±0.5%、30.7%±2.7%、13.3%±1.1%、21.0%±1.6%(P<0.05).三个剂量的QG均能降低细胞氧化应激和炎性水平(P<0.05),并激活IGF-1/PI3K/Akt通路,抑制NF-κB/IκB通路蛋白的表达,其中高剂量QG(2.50 mg/mL)使IKK、NF-κB和MURF-1蛋白的表达水平显著降低39.9%±2.4%、48.6%±0.1%、70.0%±2.1%(P<0.05),IGF-1、PI3K和mTOR的表达水平和Akt磷酸化水平显著提高43.1%±1.1%、100.0%±7.7%、71.8%±2.5%、95.2%±12.8%(P<0.05).结论 QG能够通过调控蛋白质合成和分解通路显著抑制模拟微重力效应引起的肌管细胞萎缩.

目的 比较白化鼠与非白化鼠在长期模拟失重后眼部结构与功能的改变,完善和补充长期微重力暴露所致眼部损伤疾病动物模型构建方法.方法 将正常雄性 Sprague-Dawley(SD)大鼠(白化鼠)和 Brown-Norway(BN)大鼠(非白化鼠)各 12 只随机分为SD正常对照组(NS)、BN正常对照组(NB)、SD模型组(MS)和BN模型组(MB),每组 6 只,模型组采取 30°头低位尾悬吊 8 周模拟长期失重,在造模结束后利用视网膜电流图(ERG)和视觉诱发电位(VEP)检测大鼠的视觉功能,石蜡切片HE染色观察视网膜形态,同时通过小动物眼底成像系统观察大鼠眼底血管改变情况.结果 在 8 周尾吊模拟失重后,MS 组与NS 组相比,暗适应 3.0 ERG反应振幅明显下降(P<0.01),VEP的 P2 波峰时值明显延长(P<0.01),HE染色显示外核层变薄(P<0.01),眼底可见脉络膜血管血流增多,而 MB 组与 NB 组相比,视网膜结构与功能均无明显变化.结论 与非白化大鼠相比,白化大鼠在长期模拟失重情况下更容易出现眼部损伤,视网膜色素上皮细胞中黑色素合成相关蛋白可能是研究对抗模拟长期失重导致视网膜退行性变的重要分子.