采用北京基尔比 Kilby Gravity 微重力培养系统【基尔比生物旋转细胞培养仪RCCS】，模拟微重力环境培养人脐带间充质干细胞（hUC‑MSCs），制备微重力条件来源 hUC‑MSC 外泌体，对比常规重力与模拟微重力条件所得外泌体在心肌缺血‑再灌注（I/R）损伤中的保护效应。
评价外泌体抑制心肌细胞凋亡、氧化应激、炎症反应，逆转心室重构、改善长期心功能的作用，筛选心肌 I/R 损伤关键调控基因，为外泌体用于急性心肌梗死转化研究提供依据。
一、仪器与材料
核心仪器：北京基尔比 Kilby Gravity 微重力培养系统（【基尔比生物旋转细胞培养仪RCCS】,可置于 CO₂培养箱，双轴旋转，重力监测精度 ±0.001G）、流式细胞仪、透射电镜、超速离心机、小动物超声仪、活体荧光成像系统；细胞：P3 代 hUC‑MSCs、hESC‑CM 心肌细胞；动物：8‑10 周雄性 SD 大鼠；试剂：DMEM/F12、无外泌体胎牛血清、胶原酶 I、SOD/MDA 检测试剂盒、TUNEL 凋亡染色试剂盒、ELISA 炎症因子检测试剂盒。
北京基尔比Kilby Gravity全自动微重力细胞培养系统【基尔比生物公司旋转细胞培养仪RCCS】——工程师安装培训现场
二、实验方法
2.1 hUC‑MSCs 分离与分组培养
从健康足月产妇脐带分离 Wharton 胶，酶消化获得 hUC‑MSCs。分为常规重力对照组与 Kilby Gravity 模拟微重力实验组。微重力组将细胞接种于 T25 透气培养瓶，固定于 Kilby Gravity 搭载架，置于 37 ℃、5% CO₂培养箱，设置双轴旋转模式，转速 3 rpm，模拟 10⁻³G 微重力环境，系统实时采集 X/Y/Z 三轴重力数据，连续培养 48 h；对照组相同培养基静态常规重力培养，两组均使用无外泌体血清培养基。
2.2 外泌体分离与鉴定
收集两组细胞条件培养基，依次 2000×g、10000×g 离心去除细胞与大囊泡，100000×g 超速离心 70 min 获取外泌体。透射电镜观察囊泡杯状形态；纳米颗粒追踪分析粒径浓度；Western blot 检测外泌体标志物 CD9、CD63，完成外泌体鉴定。同时制备 IMTP 靶向肽工程化外泌体，用于后续对比实验。
2.3 体外缺氧‑复氧（H/R）心肌细胞模型
将 hESC‑CM 分为 6 组：Control 组、H/R 组、H/R+PBS 组、H/R + 常规重力来源 EXO 组、H/R + 普通工程 EXO 组、H/R+Kilby Gravity 制备 IMTP‑EXO 组。构建 4 h 缺氧 / 复氧损伤模型，给予 100 μg 对应外泌体处理 6 h。CCK‑8 检测细胞增殖；流式检测细胞凋亡、钙离子浓度；试剂盒检测 SOD、MDA 氧化应激水平；ELISA 检测 TNF‑α、IL‑1β、IL‑6 炎症因子；HUVEC 小管形成实验评估促血管生成能力。
2.4 大鼠心肌 I/R 体内模型
SD 大鼠结扎冠脉左前降支 30 min 后复灌建立 I/R 模型，随机分为假手术组、I/R 组、I/R+PBS 组、I/R + 普通 EXO 组、I/R+Blank‑EXO 组、I/R+Kilby Gravity 制备 IMTP‑EXO 组，尾静脉给药。短期 24 h 取材，TUNEL 检测心肌凋亡，免疫荧光检测 M1/M2 巨噬细胞极化、氧化应激 ROS 水平；4 周、3 个月小动物超声检测 LVEDD、EF、FS 心功能指标；Masson 染色评估心肌纤维化，免疫荧光观察梗死边界小动脉、毛细血管再生；活体荧光成像追踪外泌体体内组织分布，评价长期安全性与致瘤性。
2.5 分子机制分析
提取各组外泌体 RNA，测序获得差异 mRNA、lncRNA、miRNA；GO/KEGG 富集分析；构建 PPI 蛋白互作网络；结合 CTD 毒理基因组数据库筛选 GJA1、HMGB1、PTEN 等心肌 I/R 损伤关键靶基因，解析凋亡、PI3K‑Akt 信号通路调控机制。
三、统计学分析与结果
采用 SPSS25.0，计量资料以均数 ± 标准差表示，两组比较 t 检验，多组比较单因素 ANOVA，P＜0.05 为差异具有统计学意义。
基于Kilby Gravity 微重力培养获得的 IMTP‑EXO 可显著降低心肌细胞凋亡、氧化应激与炎症，促进血管新生，减轻心肌纤维化，改善大鼠长期心脏功能；GJA1、HMGB1、PTEN 为心肌 I/R 损伤潜在关键靶点，为微重力优化干细胞外泌体心肌修复策略提供实验支撑。
附：
北 京 基 尔 比 生物 科技公司 主营产品：
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Kirkstall 3D细胞类器官串联式自动灌流系统，
BiomimX uBeat®多功能动态器官芯片系统
Kilby Gravity 微重力旋转细胞类器官培养系统RCCS，
动植物/微生物等地面重力环境模拟装置【可以定制】，
Kilby Bio 高通量类器官精密摇摆仪
