实验目的:宇宙环境对航天员的身体健康带来了一些不良影响。目前,关于空间环境,尤其是微重力对宇航员中枢神经系统影响的研究层出不穷。但是少有将不同脑区的微重力效应进行比较的研究进展。不同脑区在细胞组成、组织结构、功能作用等方面都存在差异,所以不同脑区对微重力的响应是否相同的问题也需要解决。研究地面模拟微重力效应对不同脑区组织形态学和凋亡的影响,是研究微重力效应的重要一环。我们希望通过本实验为宇航员中枢神经系统的保护提供一些数据。实验方法:取SD(Sprague Dawley)乳鼠海马、小脑、皮层脑区,进行组织块培养。培养7-10天后,随机分为模拟微重力组和地面对照组。模拟微重力效应由SM-31双轴驱动式回转器提供。两组组织块培养1天、7天、14天后,进行形态观察实验。利用倒置显微镜、相差显微镜、原位扫描电子显微镜观察组织块表面形貌和迁出细胞的变化;利用透射电子显微镜观察组织块内部细胞骨架的变化;利用HE染色(hematoxylin-eosin staining,苏木精-伊红染色)观察组织块内部细胞分布的情况。另取SD乳鼠海马、小脑、皮层脑区的原代细胞进行培养,同样回转1天、7天、14天以后,利用流式细胞仪检测细胞凋亡的变化。另外,我们将鼠脑的实验结果在人脑胶质瘤细胞上进行验证。由宣武医院神经外科提供的胶质瘤组织经过无菌的组织块培养后,分别回转1天、7天、14天。随后利用流式细胞仪对其凋亡情况进行检测。实验结果:通过显微镜观察到,三个脑区组织块皆出现生长晕面积增大,内部细胞大量迁出的现象;由于细胞骨架发生暂时性的变化,导致细胞形态发生变化,并且细胞聚集成片状生长。流式检测结果显示,1天、7天的回转没有对三个脑区细胞凋亡率产生影响,14天的回转降低了三个脑区的细胞凋亡率。病人胶质瘤细胞的凋亡率没有被不同时长的回转影响。结论:短期和中期的模拟微重力效应刺激即可引起组织块和细胞发生形态变化,但对细胞凋亡不会产生影响,随着回转时间的延长,细胞即可适应模拟微重力效应。海马、小脑、皮层在形态改变和凋亡两个方面上,对模拟微重力的响应是一致的,没有脑区之间的区别。