Trong lĩnh vực sinh học vũ trụ và nghiên cứu y học tái tạo, môi trường vi trọng lực mô phỏng được mô phỏng trong môi trường vi trọng lực bởi máy nuôi cấy tế bào Kexingye TDCCS-3D Bắc Kinh cung cấp các điều kiện thử nghiệm độc đáo cho nuôi cấy tế bào. Là một tế bào hỗ trợ quan trọng cho nghiên cứu tế bào gốc, nguyên bào sợi phôi chuột (MEF) cho thấy những lợi thế đáng kể trong nuôi cấy vi trọng lực:

I. Khả năng hỗ trợ tế bào gốc hiệu quả hơn

Trong môi trường vi trọng lực, các yếu tố tăng trưởng (như LIF, IGF và FGF) được tiết ra bởi các tế bào MEF thể hiện sự phân bố đồng đều ba chiều, tạo thành một "hốc tế bào gốc" ổn định hơn. Môi trường này cho phép các tế bào gốc phôi và các tế bào gốc đa năng cảm ứng duy trì trạng thái không phân biệt mong muốn hơn, với các hình thái thuộc địa nhỏ gọn và quy tắc hơn so với nuôi cấy trên mặt đất. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy MEF được nuôi cấy vi trọng lực hỗ trợ tăng khoảng 40% biểu hiện của các dấu hiệu đa năng của tế bào gốc như TRA-1-60 và giảm 25% sự khác biệt tự phát.

II. Mô hình lý tưởng để tăng tốc nghiên cứu chức năng tế bào

Sự thay đổi ứng suất cơ học do vi trọng lực làm cho các tế bào MEF nhạy cảm hơn với các kích thích bên ngoài. Trong các nghiên cứu về chức năng di truyền, thời gian xuất hiện của những thay đổi kiểu hình gây ra bởi sự phá vỡ gen hoặc đột biến giảm 30% -50%, điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc xác minh nhanh chóng các mô hình động vật biến đổi gen. Đặc biệt, khi nghiên cứu cơ chế lão hóa tế bào, các dấu hiệu như telomere rút ngắn, kích hoạt đường p53/p21 xuất hiện sớm hơn trong vi trọng lực, mang lại lợi thế về thời gian cho nghiên cứu chống lão hóa.

III. Tối ưu hóa quá trình xây dựng công trình tổ chức

Môi trường vi trọng lực thúc đẩy các mô hình bài tiết ma trận ngoại bào MEF thay đổi để tạo thành các cấu trúc ba chiều gần với các mô tự nhiên hơn. Trong các thí nghiệm biệt hóa tế bào mỡ, các tế bào tiền chất béo 3T3-L1, được MEF hỗ trợ, đã tăng 60% hiệu quả biệt hóa và phân phối các giọt mỡ đồng đều hơn. Tài sản này cung cấp một môi trường stent chất lượng cao hơn để xây dựng các sản phẩm kỹ thuật mô như cơ tim và sụn.

Các tế bào MEF được nuôi cấy vi trọng lực đã được chứng minh là ổn định trong nhiều thí nghiệm trên Trạm vũ trụ quốc tế, với các tế bào đơn lẻ sống lâu hơn 2-3 lần so với mặt đất. Với sự phát triển không gian thương mại, phương pháp nuôi cấy này sẽ mở ra một chiều hướng mới cho nghiên cứu mô hình y học tái tạo và bệnh tật.