Kilby Biotech微重力培养装置对3D癌细胞及多细胞癌球体发展的最新研究

 

微重力环境：微重力（μg）是指重力极小的环境，如太空中的国际空间站（ISS）或通过地面模拟设备（如Kilby Gravity 微重力系统）创造的类似条件。这种环境对细胞的生理过程有显著影响。

癌症研究的重要性：癌症是全球主要的死亡原因之一，2022年全球约有2000万新发病例和970万死亡病例。因此，探索新的癌症治疗方法至关重要。

Kilby类器官与串联器官芯片

 

（一）研究方法

• 微重力平台：包括实际的太空飞行任务（如ISS）、地面模拟设备（如Kilby Gravity 微重力系统，RPM、RWV等）。
• 细胞类型：研究涉及多种癌细胞类型，包括脑肿瘤、肺癌、乳腺癌、甲状腺癌、前列腺癌、胃肠道肿瘤和皮肤癌。
• 实验设计：通过在微重力条件下培养癌细胞，观察其形态、基因表达、代谢变化以及3D多细胞癌球体的形成。

【北京基尔比-Kilby Gravity 微重力系统，某国重实验室安装现场】

（二）实验结果

脑肿瘤：研究发现，在微重力条件下，神经干细胞（NSCs）的细胞分裂异常增加，表现为不完全细胞分裂（ICD）和多子细胞分裂（MDCD）。这些变化可能与分泌因子有关，而非机械力。

肺癌：A549肺癌细胞在微重力条件下表现出增殖减少、细胞形态变化以及上皮-间充质转化（EMT）的逆转。此外，还检测到与细胞周期、凋亡和应激相关的miRNA表达变化。

乳腺癌：微重力对乳腺癌细胞的影响包括细胞骨架结构的破坏、基因表达的变化以及细胞外囊泡（EV）动力学的改变。例如，MCF-7细胞在RPM培养下显示出增加的EV分泌和外泌体标记物表达。

甲状腺癌：在ISS上培养的FTC-133甲状腺癌细胞显示出外泌体亚群的变化，以及与细胞外基质（ECM）、细胞粘附因子、生长因子和细胞因子相关的基因表达变化。

前列腺癌：PC-3前列腺癌细胞在微重力条件下表现出细胞骨架、ECM和粘附复合体的变化，提示微重力可能影响肿瘤进展和血管生成。

胃肠道肿瘤：微重力对胃癌细胞的代谢和化疗耐药性有影响，例如，HGC-27细胞在微重力条件下诱导了糖酵解途径。

皮肤癌：在微重力条件下，HaCaT和A375细胞的增殖受到抑制，细胞形态发生变化，显示出收缩和圆形化。

（三）关键结论

• 3D多细胞癌球体的形成：微重力条件促进了多种癌细胞的3D多细胞癌球体形成，这些癌球体在结构和功能上更接近体内的肿瘤微环境，因此是研究癌症进展和转移的理想模型。
• 癌症干细胞（CSCs）：微重力可能影响CSCs的发展，这些细胞对癌症的复发和转移至关重要。然而，CSCs在微重力条件下形成癌球体中的作用尚不清楚，需要进一步研究。
• 药物筛选和开发：3D肿瘤球体模型为抗癌药物的筛选和开发提供了新的平台，因为它们能够更好地模拟肿瘤在人体内的行为，从而提高药物筛选的准确性和效率。

（四）未来展望

微重力环境下的癌症研究将为开发新的癌症治疗方法提供独特的视角和机会。结合OMICS技术、计算机模拟和人工智能等方法，可以更深入地理解微重力条件下癌症的分子机制，为个性化癌症治疗提供新的策略。

北京基尔比研制生产Kilby Gravity 微重力培养系统

北京基尔比生物公司Kilby Gravity微重力培养系统——地面实验室模拟微重力环境的研究方法为探索微重力对人类身体的影响提供技术支持，并为再生医学等生命科学领域带来了新的研究思路和机会。

附：

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