品牌商：北京基尔比——细胞回旋仪模拟微重力培养对小鼠胚胎睾丸发育的影响

 

一、研究背景

所有地球生物均在 1×g 重力下进化，重力对器官形态建成至关重要。

真实或模拟微重力（microgravity）可改变基因表达、酶活性、细胞骨架、有丝分裂及信号转导。

睾丸发育异常直接导致成年后不育，但微重力对胚胎睾丸的作用尚无报道（2015）。

 

二、研究目的

评估“模拟微重力”环境对离体小鼠胚胎睾丸生长、存活及形态（尤其是睾丸索 testis cords）维持的影响，并与常规 2D 静态培养比较。

三、实验设计

1. 动物与取材：孕鼠（CD-1）12.5–16.5 d.p.c.（days post coitum），颈椎脱臼处死后取胚胎睾丸（连带中肾）。
2. 三种平行培养（48 h，37 ℃，5 % CO₂）
3. ① 2D-agar：琼脂块垫高，气-液界面培养（经典“最佳”对照）。
4. ② 2D-immersed：普通培养皿完全浸没（最差对照，易缺氧）。
5. ③ 10 mL 旋转反应器，理论重力 0.006×g（模拟微重力）。
6. 评价指标
7. – 活体测量：睾丸长径 L、短径 W，按椭圆面积 S=π(L/2)(W/2) 计算大小。
8. – 组织学：Bouin 固定，石蜡切片 9–10 µm，HE 染色。
9. – 睾丸索计数：每张中央纵切片的完整横断面索数。
10. – 生殖母细胞（prospermatogonia）计数：2400 µm² 随机视野，区分正常/凋亡形态。
11. – 统计：单因素 ANOVA，P<0.05 为显著，P<0.01 为极显著。

四、结论与假设

1. 模拟微重力显著改善离体睾丸整体生长与生殖母细胞存活，效果接近“最佳”2D-agar，明显优于常规浸没培养。
2. → 原因：细胞回旋仪持续悬浮、低剪切、营养/氧气供应充分。
3. 同一微重力条件却导致睾丸索结构破坏：索数锐减、基底膜断裂、排列紊乱。
4. → 假设：微重力干扰了 Sertoli-肌样细胞相互作用，下调基底膜关键基因（Wt1、Sox9、Sox8、Col4a1/2、laminin 等）的表达或组装，从而削弱索的完整性。
5. 提示“睾丸索维持”对重力/机械力敏感，为后续研究太空生殖发育风险提供新模型。

五、研究意义

1. 首次报道地面模拟微重力对哺乳动物胚胎睾丸器官发生的影响（2015）。
2. 证实细胞回旋培养仪可作为 3D 睾丸培养平台，兼顾“促进生长”与“模拟失重”双重价值。
3. 为深入解析“重力-细胞骨架-基因表达-基底膜-器官形态”连锁机制奠定基础，对未来长期太空飞行中男性生殖健康评估具有前瞻意义。

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