亚磁场引起小鼠昼夜节律改变和热痛觉敏感增加（英文）

地外空间的亚磁场环境是影响宇航员健康的一种潜在风险因素.动物和人体实验表明,亚磁场显著影响个体行为和神经系统功能.但是,目前尚缺乏亚磁场对动物行为和生理等多方面影响的系统检测数据.本文构建了一个适用于动物饲养的亚磁场环境（〈500 n T）,并系统检测了30天亚磁场处理对成年雄鼠（C57BL/6,4~6周龄,（20±2）g）的昼夜周期、痛觉、情绪及激素水平的影响.实验结果表明,对比地磁场中饲喂对照组,亚磁场中小鼠的昼夜饮水节律改变、热敏痛觉耐受能力和整体活动水平降低,但是没有发生焦虑或抑郁情绪.亚磁场处理后,小鼠血清去甲肾上腺素水平显著下降.这些结果说明一个月连续亚磁场处理扰乱动物的昼夜活动节律和内分泌,随后可能导致其感知觉能力的变化和运动机能的下降.

亚磁场及其生物响应机制

根据亚磁生物学的研究历史和空间亚磁环境的实际情况,本文定义磁感应强度总量在"0<|B|≤5μT"区间内的静态弱磁场为亚磁场.亚磁场能对生命活动的多个方面,特别是中枢神经系统产生负面影响.随着月球与火星航天计划的开展,航天员将长期暴露于亚磁空间中.这可能对宇航员的身心健康带来潜在的危害.亚磁场生物学效应及其机制的研究,将为相关载人航天的空间防护提供理论基础,已成为空间生物科学以及航天医学等相关领域的新热点.

亚磁生物学效应研究的磁屏蔽培养系统研制

目的在地面模拟空间亚磁环境,为亚磁场的生物学效应及其防护措施的研究提供技术平台。方法将坡镆合金磁屏蔽箱放入细胞培养箱中,平衡磁屏蔽箱以及细胞培养箱中的培养条件,形成亚磁培养环境。结果该磁屏蔽培养系统能够提供0～600 nT范围的亚磁场,以及9～60μT范围的多梯度对照磁场。结论成功构建了一套适用于细胞和分子生物学实验的亚磁培养系统,实现了亚磁模拟系统的标准化,对于提高亚磁生物学效应的研究水平有重要的应用价值。

纳米酶具有类似生物酶的变性态?

纳米酶被认为在底物识别、催化机制、反应动力学等方面具有类似生物酶的特性,但纳米酶是否具有变性失活、并且在一定条件下恢复活性的特性,这是在纳米酶研究过程中需要关注的问题.

病理浓度甲醛的累积导致小鼠神经母瘤细胞活力及黏附能力下降（英文）

衰老相关的认知损伤,如阿尔茨海默病(AD),是一种缓慢、渐进、不可逆的神经退行性疾病.内源(尿)甲醛浓度与AD病人的认知损害程度呈正相关.但是,在以前研究中所采用的甲醛浓度,通常高于AD患者和老年人的病理和生理浓度.因此,研究长时程低浓度(病理浓度)甲醛对神经类细胞的影响,对于揭示甲醛在AD发生发展过程的作用是非常必要的.本文参照AD患者尿甲醛浓度,采用每隔24 h连续传代接种加甲醛(10μmol/L)的方式,模拟AD病人尿甲醛浓度,观察长时程甲醛的累积对小鼠神经母瘤细胞(N2a)和原代海马神经元的影响.通过高效液相色谱、细胞活力和乳酸脱氢酶释放检测显示,随着孵育时间的延长,培养基内甲醛浓度积累升高,N2a细胞生长受到抑制,在甲醛孵育的后期,细胞死亡显著增加.全息成像显示,长时程病理浓度甲醛的积累,使细胞厚度增加、面积减小、神经突受损、显著削弱细胞的黏附能力.同样条件下,小鼠原代海马神经元的一级神经突的数目显著降低,表明病理浓度甲醛的积累能够削弱神经元之间的连接.免疫印迹和免疫荧光染色显示,甲醛的累积可以使N2a细胞内Tau蛋白的181位苏氨酸(T181)和396位丝氨酸(S396)磷酸化水平显著上升,可能是甲醛累积导致的神经突减少和形态改变的因素之一.以上结果证明,病理浓度甲醛在细胞生存环境中的累积,可以导致神经细胞损伤,尤其是神经突的异常改变.本文为探索甲醛代谢失调与老年认知损害之间关系和机制提供了新的启示.

长期亚磁场处理降低成年雄性小鼠肌肉组织的线粒体功能和运动能力

亚磁场是深空载人航天任务中的一个关键风险因素.研究表明,亚磁场影响动物多种运动相关行为,但长期亚磁场处理对成年个体运动能力的影响还需要进一步的研究,以评估深空飞行任务中亚磁场的潜在风险.本研究利用三轴亥姆霍兹线圈系统模拟的亚磁环境,长期(一个月)曝露处理成年雄性C57BL/6小鼠,并从行为、组织、细胞、分子水平研究其对小鼠运动能力的影响.相比于地磁组对照,亚磁组小鼠的耐力显著下降.并且,其骨骼肌中柠檬酸水平和肌膜下线粒体数量的下降,以及骨骼肌线粒体形态的变化,表明亚磁场诱导了肌肉线粒体功能抑制,并可能导致其与耐力密切相关的能量代谢的下降.我们的研究结果为线粒体直接响应亚磁场提供了体内证据,并且提示线粒体相关指标可能用于亚磁场效应的风险评估和干预药物的开发.

动物响应亚磁场的生化和分子机制

磁感应强度远低于地磁场(geomagnetic field,GMF)强度的亚磁场(hypomagnetic field,HMF)(≤5μT),是地外空间的主要环境因素之一,也是研究地磁场生物学功能的必要条件。生物体对亚磁场的感知和响应是生物磁学和空间生命科学领域的基本科学问题之一。本文从氧化应激、能量代谢以及神经内分泌等方面,综述了动物亚磁效应及其生化和分子机制研究的最新进展,同时探讨了多通路介导亚磁生物效应的可能机制。

成年小鼠血液系统对亚磁场的响应

目的：研究亚磁场对成年小鼠血液系统的影响。方法：将成年雄性C57BL／6小鼠（4-6周，20±2g，n〉20，每笼4只）随机分组，分别饲养在模拟亚磁场环境（〈500nT）和对照地磁场环境（～50μT）。每周定时监测动物体重变化和饮食消耗两次。一个月后，采集亚磁处理小鼠和地磁对照小鼠全血和血清样品，分别进行血常规监测和血清微量元素分析。同时检测血清中过氧化氢（H2O2）的含量，以及超氧化物歧酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活力。结果：亚磁场处理过程中，动物体重和饮食消耗与地磁对照没有显著差异，但是体重增量在2周后（14天-24天）比对照组有显著降低（P〈0．05）。一个月亚磁场处理后，红细胞，血小板和总白细胞处于正常水平，没有发生显著变化，但是中性粒细胞水平显著上升（P〈0．05）。血清中微量元素水平和氧化应激指标没有显著变化。结论：成年小鼠在亚磁场中经历了一定程度的适应反应。经过一个月连续亚磁场处理，血液系统能够维持健康水平，但是嗜中性粒细胞对亚磁场存在明显响应。

亚磁场：星际空间的“隐形杀手”

地外空间具有三种主要的环境特征，即微重力、宇宙辐射、极弱磁场（亚磁场）。航天观测数据表明。星际空间磁场小于地磁场的万分之一。同时，太阳系中几个类地行星（火星、水星和金星）的表面磁场也都远低于地磁场。人类进行长距离星际航行时，不可避免地长期处于亚磁环境。因此，在人类探索的脚步逐渐迈向星际空间之时，科学家们不得不面对这样一个紧迫的难题：在茫茫星际空间的“磁场沙漠”中，生命体是否仍然能够正常生存？适当的磁场环境是否是生命的必要条件？