北京基爾比微重力培養(yǎng)系統(tǒng)誘導(dǎo)的細胞適應(yīng)機制及其與衰老、鐵死亡
?? 實驗設(shè)計亮點
(1) 使用深凍貼壁細胞模型(-80°C儲存,長達6個月),避免運輸、振動、溫度變化等干擾。
(2) 國際空間站ISS內(nèi)對照設(shè)計:微重力組(μg)與1g離心對照組均在ISS內(nèi)同步培養(yǎng),排除宇宙輻射等干擾。
(3) 多組學(xué)整合:RNA-seq轉(zhuǎn)錄組分析 + 免疫熒光形態(tài)學(xué)驗證。

?? 主要發(fā)現(xiàn)
1. 微重力抑制細胞增殖
下調(diào)細胞周期相關(guān)基因(如cyclins、CDKs、MCM家族、E2F轉(zhuǎn)錄因子)。Ki67表達顯著下降,核面積縮小,提示細胞周期阻滯。
2. 誘導(dǎo)鐵死亡(Ferroptosis)
上調(diào)鐵死亡通路關(guān)鍵基因(如ACSL4、FTH1、FTL、SLC39A8/14、ATF4、CHAC1)。提示鐵代謝紊亂、脂質(zhì)過氧化增強,可能導(dǎo)致ROS積累和細胞損傷。
3. 加速細胞衰老(Senescence)
上調(diào)衰老標(biāo)志基因(如CDKN1A/p21、IL6、IL1A、CXCL8)。下調(diào)LMNB1(核纖層蛋白B1)、E2F2等,伴隨核染色質(zhì)重塑(異染色質(zhì)灶形成)。溶酶體分布異常(從核周向胞質(zhì)彌散),提示溶酶體功能改變與衰老相關(guān)分泌表型(SASP)激活。
4. 抑制DNA修復(fù)能力
下調(diào)BRCA1、BRCA2、RAD51、FANCD2等關(guān)鍵DNA修復(fù)基因。提示微重力可能導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定性,促進衰老或細胞死亡。
5. 激活炎癥通路
顯著上調(diào)IL-6、IL-1A/B、CXCL家族、PTGS2(COX2)等炎癥因子。 與衰老相關(guān)分泌表型(SASP)一致,可能加劇組織微環(huán)境炎癥。
?? 潛在機制
Hippo信號通路可能為關(guān)鍵調(diào)控中樞:YAP1活性下調(diào)(盡管表達不變)→ 下游NUPR1上調(diào)、CKAP2L下調(diào)。YAP1/NUPR1軸可能介導(dǎo)鐵死亡、衰老和DNA修復(fù)抑制。
微管結(jié)構(gòu)重塑: 微管乙酰化顯著增強,影響細胞極性、內(nèi)運輸和溶酶體定位。
?? 研究意義
- 在真實微重力中系統(tǒng)揭示成骨細胞的鐵死亡與衰老機制,為理解宇航員骨質(zhì)疏松、免疫失調(diào)等提供細胞層面解釋。
- 提出YAP1-Hippo通路為潛在干預(yù)靶點,為未來太空醫(yī)學(xué)與抗衰老研究提供理論依據(jù)。

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