三维回转骨细胞条件培养基对成骨细胞功能的调节作用

骨细胞是骨组织中主要的力学感受器.研究失重条件下骨细胞对效应细胞的调控作用对于揭示失重引起的骨丢失机制具有重要意义.本研究拟采用三维回转器模拟失重,探讨模拟失重骨细胞条件培养基(RCM)对成骨功能的调节作用.小鼠骨细胞系MLO-Y4三维回转培养72h后,收集回转条件培养基(RCM)和未回转对照组的条件培养基(CCM),用四甲基偶氮唑盐比色(MTT)法、对硝基苯磷酸(pNPP)法和流式细胞术(FCM)分别检测RCM对小鼠成骨样细胞系MC3T3-E1增殖、周期及细胞分泌碱性磷酸酶(ALP)活性的影响.采用RT-PCR方法检测RCM对MC3T3-E1成骨相关基因表达的影响.结果显示,三维随机回转72h后的MLO-Y4RCM可促进MC3T3-E1增殖:条件培养基培养MC3T3-E124h和48h后,50%RCM组比CCM组分别增加了1.62和1.60倍,差异显著(*P<0.05),培养72h后,100%RCM组比CCM组增加了1.69倍,差异显著(*P<0.05);细胞周期检测结果表明,条件培养基培养24、48和72h后,RCM组部分恢复CCM引起的MC3T3-E1细胞周期阻滞;MC3T3-E1的ALP活性在RCM组和CCM组之间无差异;RT-PCR检测结果表明,100%MLO-Y4条件培养基培养MC3T3-E148h后,降低了成骨相关基因ALP、Runx2、OPN、OC的表达.差异显著(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001).实验结果表明,三维随机回转模拟失重培养骨细胞72h后的条件培养基促进了成骨细胞增殖,抑制了成骨相关基因表达.

三维回转培养动物细胞模拟失重生物效应研究进展

空间失重环境会影响生物体功能,表现出失重生物效应。在地面可以采用多种方式(探测火箭、回转器、磁悬浮)模拟失重环境或失重生物效应,探索失重效应的细胞分子机制。近年来研究动物细胞在三维回转条件下模拟失重生物效应及机制研究的论文逐年增加。本文对三维回转培养条件下模拟失重生物效应的原理进行了简单介绍,分析了三维回转模拟失重的结果 ,重点综述了三维回转培养条件下采用多种动物细胞模拟失重生物效应研究进展,并对有待解决的问题进行了展望。

三维回转器回旋条件下拟南芥种子发育分析

向重力性反应是植物适应地球重力环境的一个重要生理过程,是植物正常生长发育不可缺少的反应机制,但是,微重力是否影响植物种子发育至今尚无一致性结论.本文研究了三维回转器回旋模拟微重力对拟南芥种子发育(胚胎发育与代谢活动)的影响.研究结果表明,三维回转条件下,拟南芥果荚出现不规则弯曲或扭曲形态,形成的种子中可溶性糖和淀粉含量明显增加,盐溶性贮藏蛋白质含量显著降低而碱溶性蛋白质含量显著升高,球形胚时期的种子对三维回转处理最为敏感.对球形胚时期的植株进行短期的三维回转处理可抑制胚柄细胞的分裂和伸长,而胚柄伸长受阻可能会影响到营养物质向胚胎中输送,进而导致部分胚胎败育.对种子干燥脱水阶段的植株进行三维回转处理不影响胚胎的发育,但会导致种子贮藏蛋白质含量下降.

三维回转运动条件下水下潜器系统导管螺旋桨推力特性研究

采用多重重叠网格技术模拟一对称立式水下潜器在三维回转运动过程中水下潜器系统及其系统中导管螺旋桨的水动力特性,提出一种水下潜器三维回转运动数值计算模型,通过指定叠加运动来控制螺旋桨的旋转来对水下潜器的三维回转运动方式进行操纵。计算结果表明:提出的水下潜器三维回转运动数值计算模型可以预报水下潜器三维回转运动的动力状态;水下潜器在其三维回转运动过程中,导管螺旋桨发出的推力表现出稳定的周期性的变化;相比于二维回转运动,水下潜器在进行三维回转运动过程中,由于垂向运动速度分量的存在,导致水下潜器导管螺旋桨推力较二维回转运动条件下小,潜器主体所受垂向流体阻力较二维回转运动条件下更大且波动更加剧烈。

基于主从架构的三维回转工作台测角仪控制系统设计

三维回转测角仪体积小,结构简单,能够自动化测量光楔的角度。设计了三维回转测角仪控制系统,该系统采用工控机与单片机结合的主从架构:工控机负责主控任务,基于VC++设计界面,通过串口与单片机通信;利用单片机体积小、功耗低、易于开发的特点设计运动控制卡,实现装置三维回转测角仪的实时运动控制任务。该控制系统设计成本低,便于操控,为工作生产提供了便捷。

空间飞行与回转器回旋条件下青菜开花与花粉发育的研究

比较研究了SJ-8返回式卫星留轨舱微重力条件与地面三维回转模拟微重力条件下青菜生长与发育情况.研究发现空间微重力条件下青菜开花过程需要大约18 h,明显长于地面对照5 h左右.回转器模拟实验结果表明,改变重力影响了花瓣的伸展与发育及花粉的产量,回转条件下花粉细胞中的微管排列明显不同于静止对照.细胞骨架受到干扰可能是改变重力条件下花粉产量降低的原因之一.本研究首次报道了在空间飞行试验中成功地采用了显微实时图像技术观察植物的开花过程,并获得了从花蕾到开花结束各阶段清晰的图像.

模拟失重对人牙周膜成纤维细胞生物学性能的影响

目的观察三维回转模拟失重对人牙周膜成纤维细胞(human periodontal ligament fibroblasts,hP-DLFs)形态和功能的影响。方法回转组hPDLF细胞运用三维回转器(TDC)分别培养48 h,72 h和96 h,对照组常规培养。利用HE染色、细胞计数法、MTT活性检测、流式细胞术、Hoechst 33258核染色及免疫荧光分析的方法,比较两组细胞间形态、增殖、周期、凋亡及细胞骨架等生物学性能的差异。结果与各自对照组相比,hPDLF细胞三维回转培养48 h后,细胞核面积较对照组缩小(P<0.01),微丝结构略显模糊,但细胞增殖和凋亡无明显变化;回转72 h后,细胞活力显著增强(P<0.01),但细胞形态与凋亡无明显变化;回转96 h后,hPDLF细胞增殖能力较对照组显著增强(P<0.01),细胞活力明显升高(P<0.01),S期所占周期比例明显增加(P<0.05),细胞形态与凋亡与对照组比较仍无明显差异。结论短期(48 h)暴露于三维回转培养条件使hPDLF细胞骨架结构和胞核形态发生变化,但随着刺激时间的延长(72 h后),细胞内部恢复正常,并表现出细胞活力及增殖能力增强的趋势。

不同工艺参数下旋转弯管的成形性能仿真分析

传统空心构件弯曲成形方法(如拉弯成形、压弯成形、推弯成形和绕弯成形等)以及近年兴起的三维自由弯曲成形技术一次仅能加工一根管件,这些弯曲方法难以成形具有三维回转特征的管件,而且加工效率逐渐跟不上工业应用需求。本文对空间管件定/转子式回转弯曲成形技术成形的管材进行有限元仿真,分析在不同工艺参数下成形后的管材残余应力和减薄率,进而得到较好的工艺参数。

分体式气体静压轴系误差均化机理的力学及几何模型研究

回转误差是评价轴系性能的重要指标。根据轴系结构构建空间任意力系,将主轴旋转等效为连续的回转平衡运动,在此基础上采用静力学理论和几何学建立三维回转运动误差模型,研究误差均化机理,计算误差均化系数。计算结果获得:平行度误差下的误差均化系数是0.29,垂直度误差下的误差均化系数是0.13。研究表明,分体式气体静压轴系对主轴几何形状误差具有较好的误差均化效果,已建立的三维回转运动误差模型对下一步轴系回转误差的分析具有重要的指导意义。