癌癥是全球重大健康負擔

• 微重力（μg）環(huán)境（如太空或Beijing Kilby Gravity地面模擬設備）為研究癌細胞提供了du te條件，可揭示常規(guī)環(huán)境無法觀察到的生物學機制。

【備注：地 面 模 擬 系 統(tǒng) 的 必 要 性】

由于太空實驗成本高昂且機會資源稀缺，地面微重力模擬系統(tǒng)成為重要的替代方案。通過北京基爾比生物科技公司研制生產的Kilby Gravity 微重力培養(yǎng)系統(tǒng)，科學家能夠在地球實驗室中復現微重力效應。模擬生物在太空中的生長狀態(tài)，為研究生物適應機制提供了可控的實驗條件。

北京基爾比生物科技公司研制生產的Kilby Gravity 微重力培養(yǎng)系統(tǒng)

• 組學技術（omics）（包括基因組、轉錄組、蛋白組、代謝組等）被廣泛用于研究微重力對癌細胞的影響。

(一)微重力研究平臺

平臺類型

特點

時間范圍

代表設備

真實微重力（r-μg）

太空環(huán)境，數分鐘至數月，ISS、Shenzhou、Foton衛(wèi)星

模擬微重力（s-μg）

地面設備，可控，Beijing Kilby Gravity、磁懸浮

（二）各類癌細胞研究總結

癌癥類型

代表細胞系

微重力影響

關鍵發(fā)現

腦腫瘤

U87（膠質瘤）

抑制遷移、誘導凋亡

ORAI1下調、YAP1失活、細胞周期異常

血液腫瘤

K562、Jurkat、HL-60

抑制增殖、誘導凋亡、改變免疫應答

ROS↑、NFκB↓、自噬激活

肉瘤

MG-63、A673、Hu09

抑制分化、改變細胞骨架

ALP↓、VEGF↑、CXCR4↑

甲狀腺癌

FTC-133、ML-1

誘導3D球體形成、凋亡

CTGF↑、CAV1↓、EGF↑

前列腺癌

PC-3、LNCaP、DU-145

抑制侵襲、改變雄激素反應

VEGF↓、ERK↑、PSA↓

乳腺癌

MCF-7、MDA-MB-231

抑制增殖、誘導3D球體

E-cadherin↓、VEGF↓、ERK/AKT↓

婦科腫瘤

CaSki、SKOV-3

抑制增殖、增強藥物敏感性

CDH1↑、MMP2↓、凋亡↑

胃腸腫瘤

HCT116、DLD1、PaCa44

抑制增殖、誘導自噬、代謝重編程

PTEN↑、FOXO3↑、糖酵解↑

肺癌

A549、H1703、CRL-5889

抑制侵襲、促進凋亡

MMP2↓、CDH1↑、miRNA調控

（三）組學技術總結

參考文獻：Int. J. Mol. Sci. 2024, 25, 926

備注：地 面 模 擬 系 統(tǒng) 的 必 要 性

由于太空實驗成本高昂且機會資源稀缺，地面微重力模擬系統(tǒng)成為重要的替代方案。通過北京基爾比生物科技公司研制生產的Kilby Gravity 微重力培養(yǎng)系統(tǒng)，科學家能夠在地球實驗室中復現微重力效應。模擬生物在太空中的生長狀態(tài)，為研究生物適應機制提供了可控的實驗條件。

北京基爾比-類器官與器官芯片

（四）微 重 力 條件下 腫瘤細胞的組學 研究已從“實驗室概念”走向四大實際應用方向，正在腫瘤精準醫(yī)學、藥物研發(fā)、免疫治療與太空醫(yī)學領域產生真實影響：

? 1. 精準藥物篩選與個性化治療平臺 ：3D腫瘤球體（spheroids）更接近體內腫瘤微環(huán)境，可用于高通量藥物篩選，預測藥物反應準確率顯著高于傳統(tǒng)2D培養(yǎng)?；颊咴葱灶惼鞴伲≒DOs）+微重力模擬，可在7–10天內完成個體化藥敏測試，輔助制定化療方案，準確率超80%。

案 例：三陰性乳腺癌患者PDOs在微重力下測試紫杉醇敏感性，成功篩出敏感亞群，避免無效化療。

? 2. 發(fā)現新型治療靶點與機制

組學技術（轉錄組、蛋白組、代謝組）揭示微重力下腫瘤細胞的關鍵通路變化，如： YAP1失活→ 抑制膠質瘤侵襲 ，PTEN/FOXO3/AKT軸 → 調控結直腸癌細胞凋亡 ，VEGF、CXCR4、CD44 → 抑制肉瘤轉移，NASA GeneLab已建立開放數據庫，供全球研究者共享微重力腫瘤組學數據，加速靶點發(fā)現。

? 3. 免疫治療療效評估與增強策略

微重力3D模型可共培養(yǎng)CAR-T細胞與腫瘤球體，模擬腫瘤-免疫互作，評估PD-1抑制劑、CAR-T療效。 研究發(fā)現：微重力可增強NK細胞對腫瘤的殺傷活性，為免疫聯(lián)合治療提供新策略。

? 4. 太空醫(yī)學與宇航員健康保障

評估宇航員患癌風險：微重力+輻射聯(lián)合暴露模型用于研究乳腺癌、卵巢癌等女性高發(fā)腫瘤的易感性。 制定防護策略：通過組學數據識別微重力誘導的DNA修復缺陷、ROS爆發(fā)等早期損傷標志，用于藥物預防。

微重力環(huán)境為癌癥研究提供的視角，結合組學技術可揭示癌細胞在三維、無重力狀態(tài)下的適應性機制，有望推動癌癥治療新策略的發(fā)展。

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