为什么构建脑类器官会用到微重力培养系统？

 

构建脑类器官时使用北京基尔比生物公司研制生产的微重力培养系统，主要源于其能模拟体内du te的物理环境，解决传统培养方式的局限性，从而提升脑类器官的生理相关性和功能成熟度。

北京基尔比生物科技研制生产Rotary Cell Culture System微重力培养系统

1. 模拟体内微环境，促进三维结构形成

- 传统培养的缺陷：常规培养条件下（如贴壁培养），细胞受重力影响易聚集于培养容器底部，形成二维或不规则三维结构，难以模拟大脑复杂的层状结构和神经环路。

- 微重力的优势： 微重力环境（如北京基尔比生物公司研制生产的微重力培养反应器系统）通过降低流体剪切力和重力沉降效应，使细胞在悬浮状态下自由组装，形成更接近真实大脑的三维立体结构，包括皮质层、脑室区等区域分化，以及神经元与胶质细胞的有序排列。

2. 增强细胞间相互作用，促进功能成熟

- 神经血管单元的构建：大脑中神经元、星形胶质细胞、血管内皮细胞等通过复杂的信号网络相互作用。微重力培养系统可促进多种细胞类型的共培养，例如诱导血管内皮细胞与神经祖细胞自发形成“神经血管单元"，模拟血脑屏障（BBB）的结构和功能，这在传统培养中难以实现。

- 电生理功能的提升： 研究表明，微重力环境下培养的脑类器官中，神经元网络的电活动（如动作电位、突触传递）更活跃，且能形成功能性突触连接，接近胎儿大脑的发育水平。

3. 模拟胚胎发育的力学信号

- 发育过程的力学调控： 胚胎发育过程中，细胞所处的力学环境（如流体流动、细胞外基质硬度）对神经祖细胞的增殖、分化和迁移至关重要。微重力系统通过调节培养参数（如旋转速度），可模拟胚胎神经管形成时的低剪切力环境，促进神经上皮细胞的极化和神经管样结构的生成。

- 减少机械应力干扰： 传统搅拌式培养易产生较强的机械应力，可能损伤脆弱的神经前体细胞。微重力培养通过温和的流体运动传递营养和信号分子，避免机械损伤，维持细胞稳态。

4. 提高类器官的可重复性和稳定性

- 标准化培养条件： 微重力培养系统（如北京基尔比生物科技研制生产Rotary Cell Culture System——最新微重力旋转细胞培养系统RCCS，其核心突破在于通过动态旋转/双轴回转设计，分散或增强重力矢量，从而在实验室环境中模拟太空微重力或超重力环境，促进细胞间的自然交互与功能表达，显著提升细胞培养的生理相关性。为科研人员提供了研究细胞在特殊重力条件下生长、分化及组织形成的理想工具。）可精确控制温度、气体浓度、流体动力学等参数，减少批次间差异，提升类器官的一致性，这对药物筛选和疾病建模至关重要。

- 长期培养的可行性： 传统培养中，类器官因营养供应不足和代谢废物积累，难以长期维持。微重力系统通过持续的培养基循环和废物清除，支持类器官存活数周甚至数月，为研究大脑发育的长期过程（如神经退行性变）提供了可能。

5. 研究重力相关的神经发育机制

- 重力对神经发育的影响：重力不仅是物理因素，还可能通过调控细胞骨架、信号通路（如Wnt/β-catenin通路）影响神经细胞行为。微重力环境为研究重力在神经发育中的作用提供了du te模型，例如揭示失重状态下神经嵴细胞迁移异常的机制。

- 太空医学的应用价值： 在航天任务中，宇航员的神经系统可能受微重力影响发生结构和功能改变。脑类器官的微重力培养可模拟太空环境对人类大脑的影响，为开发神经保护策略提供实验基础。北京基尔比生物科技研制生产Rotary Cell Culture System微重力培养系统通过模拟体内力学环境、促进三维结构形成和细胞间互作，显著提升了脑类器官的生理真实性和研究价值。随着技术进步（如Kirkstall微流控类器官串联器官芯片与微重力结合），该系统将在脑疾病建模、药物研发和太空神经科学领域发挥更重要作用。