空间生物技术在干细胞和组织工程学研究中的应用.pdfVIP

维普资讯 垦壁墨墨 塞墅 堡篁 鲞箜 塑 iJRehabilTheoryPractice．January2004，V0li0，No．I · 0 。 · 专题 · 空间生物技术在干细胞和组织工程学研究 中的应用 蔡哲 张岚 舒峻 李桂琴 综述 左萍萍 审校 [关键词]空间生物技术；太空微重力 ；干细胞 ；组织工程 ；综述 中图分类号 ：R318．5 文献标识码 ：A 文章编号 ：1006—9771(2004)Ol一0009—02 [本文标引格式] 蔡哲，张岚 ，舒峻，等．空间生物技术在干细胞和组织工程学研究中的应用 [J]、中国康复理论与实践、2004 10(1)：9— 10． 随着空间技术的发 展 ，国 内外近 年来 有关研究表 明、太空 开始的干细胞生物学研究 已取得 了很大进展 ，但还 有许多基 本 微重力 、射线和重金属离子辐射对 哺乳动物 细胞生物 学和发 育 问题有待解 决 ，其 中调节 干细胞 分化 的机 制 ．如何 实现干细 胞 生物学具有一定影响 ，提示太空环境 的特性及特殊优 势可 以为 定向诱 导分化是 限制干 细胞 临床应 用 的主要 问题 之一 。 目前 干细胞生物学和组织工程学研 究提供新的实验模型 。 空 间生物技术研 究现状 已初步表 明了空间环境对胚胎发育和 1 空间生物技术在干细胞生物学研究中的应用 造 血干细胞 的影响 ，提示干细胞生 物学研究有必要 与空 间生 物 1．1 太空环境对胚胎 发育和造 血干 细胞生 物学特性 的影 响 技术交叉结合 ，有效利用太空环境 的特殊 性及空间辐射 生物学 目前研究表明，太空环境是 以很强 的宇宙线高能核粒子辐射 、 效应 ，建立新的干细 胞研究实验 模型 ，用 于探讨 于细胞 发育分 强烈 的紫外照射 、高真空和微重力为特征 ，对生物 的生长发育 化 的调节规律和机制 ，从干细胞分子生物学水平揭示太空环境 及 生存产 生很强影 响，因此从细菌到哺乳动物 细胞对 太空环境 中哺乳动物 的发 育规律 。已有文献 表 明，空 间微重力环 境有助 都非常敏感 。空 间生殖与发育生物学研究证实 ，飞行微重力条 于营造干细胞定 向诱导三维空 间环境 ，使干细胞可 以均匀分布 件可延长鹌鹁胚孵化时间，但不影 响正常发育 ；可影 响果蝇和 于细胞外基质材料上 ，有助于干细胞 向肌细胞 、骨骼 肌细胞 、神 无尾两栖类胚发育 。此外 ，重力因素和宇宙线辐射也影 响哺乳 经细胞等组织细 胞分 化 5]。迄今 为止 ，有 关空 间生殖 发 育生 动物 的生殖发育 ，微重力环境中早期胚胎死亡率增加 。在模拟 物学研究对鸟类胚胎和鸡前庭系统 、孕 鼠后代地面发育和人类 微重力条件下 ，造血干细胞 的 Go／G1期 比普通重力条件下要 内分泌功能影响，以及模拟微重力对造血干细胞影 响方面 ，已 长 ，能较长时间维持在不分 化状态 ，因而造 血潜 能要 比普 通重 积 累了丰富经验 ，为开展空间干细胞生物学研究奠定 了基础 。 力下强 1]。太空环境使大 鼠骨髓 中单核一巨噬细胞和红细胞的 2 空 间生物技术在组织工程学研究 中的应用 前体细胞 ，以及部分 多能造血干细胞数量 明显减少 ．其原 因是 组织工程学是生物 医学 工程 领域 新兴 的快速发 展 的交叉 太空飞行过程 中引起造血微环境基质损伤而致 。也有研 究 学科 ，主要通过生物学和工程学 的原理 和方法 {訇建具有生物 活 表 明，空间微重力环境对培养哺乳动物细胞 的细胞增殖分化具 性的组织(器官)，用 以修复、改善病理组织 (器官)的功能 ，是未 有抑制作用 ，有可能是太空特