旋转培养器细胞变重力效应模拟原理研究及新型实验系统的研制

基本信息
批准号:11272326
项目类别:面上项目
资助金额:118.00
负责人:孙树津
学科分类:
依托单位:中国科学院力学研究所
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:高宇欣,贾志辉,杜宇,宫元卫,李展,王成之
关键词:
微重力效应模拟变重力效应细胞旋转培养器
结项摘要

The knowledge about mechanism of (mammal) cell response to altered gravity is the base for investigating physiological change under microgravity. The issue arises from the background of urgent demand of human space exploration for physical adaptation or protection research for long-term living under microgravity. Because of resource limitation and high cost of space experiments, researchers have to resort to simulation methods on ground nowadays. The rotating bioreactor technique is a usual gravitational cell biology experimental method, which is used for microgravity effect simulation, and many data are based on such kind of experimental devices. But inconsistent results were found in present data due to intrinsic principle defects of existing experimental systems, the rigorousness of the experimental conditions should be doubted. This project plans to propose a new approach for cell microgravity or altered-microgravity effect simulation based on results of former related research projects and analysis of literature data, and to develop new cell altered-gravity-effect simulation devices based on two dimensional rotating frame validated by principle experiments. The new experimental devices would improve reliability and applicability of experimental systems in two levels-principle and technique, by which experimental control conditions may be standardized, and experimental duration could be prolonged. So it is hoped that the new devices can provide methodological foundation for research breakthrough of mechanism of (mammal) cell response to gravity.

(哺乳动物)细胞对重力变化的响应规律是了解微重力下人体生理变化机制的基础,其背景是人类空间探索活动对长期生存于微重力环境下机体适应与防护机理研究的迫切需求。因空间实验资源极其有限,代价高昂,当前只能更多地借助于地面模拟手段。利用旋转培养器模拟细胞微重力效应是一种常用的重力细胞生物学实验技术,有大量文献报导基于这类设备。但是,由于现有实验系统内在的原理性缺陷,这些文献数据出现许多相互不一致的结果,其实验条件的严谨性值得怀疑。本项目拟基于已完成的相关基金项目和其他科研项目的研究结果,结合文献数据分析,提出细胞微重力及变重力效应模拟的新思路,并结合原理性实验验证,开发基于二维旋转架构的新型细胞变重力效应模拟实验装置。新的实验装置将从原理和技术两个层面提升实验系统的可靠性和适应性,借以严格地规范对照实验条件,拓展实验周期范围,从而可望为取得(哺乳动物)细胞重力响应机制突破性认识提供方法学基础。

项目摘要

(哺乳动物)细胞对重力变化的响应规律是了解微重力下人体生理变化机制的基础,其背景是人类空间探索活动对长期生存于微重力环境下机体适应与防护机理研究的迫切需求。因空间实验资源极其有限且代价高昂,当前只能更多地借助于地面模拟手段。利用旋转培养器模拟细胞微重力效应是目前常用的重力细胞生物学实验技术。但一方面由于这类实验系统只能在基于一定假设的前提下模拟细胞在微重力下的生物学效应而并不能模拟微重力的物理条件,一方面缺乏统一的技术标准,基于这类实验系统的实验数据之间许多相互不一致的结果难以解释,需要审视其实验条件的严谨性。增强旋转培养器模拟细胞微重力效应的原理性研究并建立技术标准是提升相关研究质量的基石。本项目在已有工作基础上,开发基于二维旋转架构的新型细胞变重力效应模拟实验装置。从原理和技术两个层面提升实验系统的可靠性和适应性,借以严格地规范对照实验条件,拓展实验周期范围,并对相关技术标准进行了研究。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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