空间环境对植物试管苗生长发育及遗传变异的影响

本试验以“神舟三号”飞船搭载的树莓试管苗和“神舟四号”飞船搭载的月季试管苗为材料，研究空间环境对植物试管苗形态学、细胞学、生理学及分子生物学特性的影响。经空间处理后，月季试管苗株高、叶片数及植株鲜重均显著大于地面对照。和地面对照相比，空间处理的树莓和月季试管苗叶片细胞形状、叶绿体、线粒体等细胞超微结构发生较大变化。空间处理后．月季试管苗叶片中SOD、CAT及POD3种保护酶的活性均有增加，丙二醛的含量下降。经空间处理的树莓和月季分别和地面对照进行RAPD分子标记检测，均扩增出多态性带，空间条件有可能导致植物DNA水平上的变化。     

微重力和模拟微重力对植物生长发育的影响

综述了目前有关采用空间飞行器及地基模拟回旋器在研究微重力和模拟微重力条件影响植物个体生长发育方面的研究进展，着重讨论了微重力和模拟微重力对植物内在生理生化特性的变化的影响，研究表明植物对微重力的应激反应首先是引起细胞内钙分布、浓度发生变化，并又以钙作为第二信使介导相关酶活性发生变化。指出今后的研究应着重于相关基因的差异表达及微重力改善陈种萌发活力、次生代谢产物积累、原生质融合等方面的机理及应用模式研究。     

空间环境对植物影响的研究进展

从蛋白质和基因水平分别介绍空间微重力、强电离辐射、亚磁场及空间综合因素对生物性状和遗传变异的影响,并对今后空间诱变育种的前景和存在问题加以概述。     

空间环境对离体动物细胞的影响

空间环境是指远离地球表面的宇宙环境,它与地球表面环境有所不同,处于其中的动物细胞可能受到各种影响。空间环境中的主要因素包括空间辐射、极端温度、高真空、微磁场以及搭载动物细胞的航天器中的特殊环境——微重力环境。其中,对动物细胞影响最大的是空间辐射和微重力环境。空间辐射作用于动物细胞将直接造成其损伤,影响它的结构和功能;空间微重力条件下,动物细胞的结构、增殖和基因及蛋白质表达均发生明显变异,这些变化大多是适应性的,返回地球表面后能够很快恢复正常。     

空间微重力环境对人牙髓间充质细胞的影响初探

通过实际空间搭载实验,研究空间环境对人牙髓间充质细胞的影响。将人牙髓间充质细胞无源(细胞保存于密闭环境条件中,没有细胞培养所需的5%CO2、37℃、饱和湿度标准条件的适宜环境)搭载长征2号飞船进入空间环境,空间飞行时间为17d,返回地面后,继续培养成活并传代,观察其细胞骨架的改变。激光共聚焦显微镜观察显示:空间实验组细胞骨架出现弥散性的变化,局部微丝解聚。实验结果表明:人牙髓间充质细胞经历空间飞行后可以继续成活,并且细胞骨架发生了明显改变。     

短期模拟微重力对SD乳鼠海马组织细胞的效应

 为了探究模拟微重力对新生乳鼠海马脑区的影响,将新生1 d SD(Sprague Dawley)鼠的海马脑区分别做组织块培养和原代细胞培养,将培养物随机分为模拟微重力组1 d组和地面对照组。回转1 d后,用苏木精-伊红染色法(HE染色)、显微镜观察等方式检测组织块表面及内部形态变化,并用流式细胞术检测原代细胞的凋亡情况。通过明场和相差显微镜观察到与对照组相比,组织块经过1 d的模拟微重力刺激后,其厚度发生变化,组织块边缘变薄,透光度增加;HE染色结果显示,与对照组相比,模拟微重力组组织块内部细胞分布散乱。流式细胞仪检测结果显示,原代细胞在经过1 d的模拟微重力刺激后,其细胞凋亡率与对照组相比无显著差异。以上实验结果说明,经过1 d的模拟微重力后,海马组织块的表面和内部形态发生了较大变化,但凋亡率和地面对照组的相比无显著差异。     

空间环境对细胞基因表达的影响

空间环境不同于地球表面的任何环境,它强烈的空间辐射、高真空、微磁场以及航天器中的微重力等特殊环境对生物的影响都是人们目前正在探索的领域。空间辐射、微重力通过多种途径影响细胞的基因表达。对空间环境影响肿瘤细胞生物学性状发生改变机制的探讨有助于更深刻地认识肿瘤的发生发展,为攻克肿瘤提供新的思路和方法。     

微重力环境下Notch信号对神经干细胞分化的影响

基于微重力条件下神经干细胞的分化情况,结合Notch信号通路对神经干细胞分化的影响,论述模拟微重力对神经干细胞分化产生影响的可能分子机制。     

模拟微重力对人脑神经组织细胞骨架和凋亡的影响

探讨模拟微重力效应对神经组织形态结构、骨架系统和凋亡的影响.原代培养人脑癌旁细胞7 d后,一组回转,另一组静置.倒置显微镜和透射电镜观察细胞大体形态及超微结构,扫描电镜观察细胞表面微细形貌;用TRITC标记的二抗和FITC标记的鬼笔环肽分别显示β-tubulin和F-actin的分布.回转时间延长至7、14 d后细胞体明显变大,细胞对基底的贴附能力显著下降.14 d回转组胞浆内细胞器结构变少,线粒体断裂同时相互离散,并有大量空泡.回转组胞质内β-tubulin和F-actin表达明显减少,F-actin绕核呈环,分布紊乱,且1个细胞核解离成几个微核.结果表明,模拟微重力一周能明显影响神经组织细胞的大体形态及超微结构,同时引起骨架蛋白的高度紊乱并伴随细胞凋亡的发生.     

傣百解对模拟微重力下大鼠脾淋巴细胞功能的影响

探讨模拟航天飞行失重状态下大鼠免疫功能的变化和傣百解的免疫调节作用.将Wistar大鼠分为空白对照组、吊尾组、吊尾加傣百解低、中、高剂量组.连续吊尾21 d后比较各组大鼠脾淋巴细胞的增殖能力、免疫相关细胞因子分泌水平,以及脾淋巴细胞中NFκB和IκBα蛋白表达水平.结果显示与正常组比较,吊尾组大鼠脾淋巴细胞刀豆蛋白刺激后的增殖能力减弱,细胞因子IL-2、IL-6、IFN-γ释放减少,而且NFκB信号通路激活水平低于正常组.傣百解能够提高失重大鼠脾淋巴细胞的NFκB信号通路激活水平,诱导淋巴细胞增殖和释放细胞因子,具有改善免疫功能的作用.     

大型空间展开机构微重力环境模拟悬吊装置热结构耦合分析

以大型空间展开机构高低温展开试验系统微重力环境模拟悬吊装置为对象,采用Solidworks软件建立悬吊装置有限元分析模型,并利用ANSYS软件针对不同展开机构产品悬吊载荷及不同工作温度状态进行热-结构耦合分析.通过数值分析得出不同工况下悬吊装置的热变形及应力情况,并分析了其对展开机构展开长滑轨倾斜角的影响.研究内容对应用于高低温环境下的微重力环境模拟悬吊装置优化设计提供参考,并对空间展开机构高低温微重力展开试验的有效实施和参数调试具有指导意义.     

龙血素B在模拟失重效应大鼠体内的分布研究

研究传统名贵傣药龙血竭中有效成分龙血素B在大鼠体内重要组织的分布情况,同时探讨长期模拟失重效应对龙血素B分布的潜在影响.将SD大鼠分为正常重力组和模拟失重效应组,采用21 d大鼠尾悬吊方法模拟长期失重效应,单次灌胃给予大鼠25 mg/kg龙血素B,于给药1 h后收集心、肝、脾、肺、肾、胃、肠、脑、睾丸和骨骼肌10种组织,采用HPLC-MS/MS方法测定各组织中龙血素B质量分数.在正常重力组中,龙血素B在肝、胃分布较多,其次是肾、肠、心、脾、骨骼肌和肺,脑中最少.与正常重力组相比,模拟失重效应组大鼠肝中龙血素B的质量分数显著升高47.7%（p<0.05）,脑中质量分数上升5.4倍（p<0.05）;在肠和肾中质量分数显著下降52.7%和22.0%（p<0.05）;在大鼠胃、心、肺、脾、睾丸和骨骼肌中质量分数无显著变化.龙血素B的分布具有明显组织特异性,长期模拟失重效应显著改变龙血素B在大鼠肝、肠、脑、肾等重要组织的分布.      

空间生物学研究的地面模拟技术进展

 空间生命科学研究日益重要,但是由于受到稀少空间实验机会和高昂实验成本等条件制约,目前对空间环境的地面模拟技术要求更加迫切.在较系统地分析现有微重力环境模拟技术的技术特点和适用范围的基础上,结合未来多因素耦合研究的发展趋势,提出了采用激光光阱技术模拟微重力环境的建议.激光光阱操纵生物细胞的非接触性、光穿透性和定位性有助于获得较好的模拟效果.激光光阱技术与单细胞定点单离子辐射技术良好的相容性和互补性有助于开展微重力与辐射的耦合影响研究.     

模拟微重力抑制间充质干细胞增殖机制的研究

研究微重力对间充质干细胞增殖影响的潜在机制.用随机定位仪模拟微重力(SMG),培养小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs),检测SMG对BMSCs增殖,细胞骨架,以及对细胞的黏附和增殖重要信号分子表达的影响.结果显示,在SMG下,BMSCs增殖受到抑制;细胞微丝结构和分布异常;细胞形态改变;黏着斑激酶(FAK)表达下降;细胞生长信号分子ERK1/2和Akt的磷酸化水平以及p85β表达下降.结果表明,模拟微重力条件下的细胞骨架改变、细胞黏附性降低和细胞增殖的信号通路相互作用,导致对骨髓间充质干细胞增殖的抑制作用.