微重力細胞培養(yǎng)技術的發(fā)展歷程可追溯至20世紀末，隨著航天技術的進步和生命科學研究的深入，逐漸從地面模擬實驗拓展至太空實際應用。

一、早期探索與地面模擬階段

1. 地面微重力模擬裝置的開發(fā)

  早期研究主要依賴地面設備模擬微重力環(huán)境，如落塔、拋物線飛行和生物回轉器（又稱回轉培養(yǎng)系統(tǒng)）。  

  - 拋物線飛行：瑞士空軍與蘇黎世大學在2010年合作，利用F-5E戰(zhàn)斗機進行拋物線飛行，產生40秒的微重力環(huán)境，研究免疫細胞在微重力下的響應。  

  - 生物回轉器：通過旋轉抵消重力效應，模擬微重力條件。源自NASA的Beijing Kilby Biotech公司開發(fā)了雙軸生物回轉器(北京基爾比生物科技有限公司Rotary Cell Culture System, RCCS)，用于細胞三維培養(yǎng)實驗。  

2. 太空生物學研究的初步嘗試

  NASA在20世紀90年代啟動“空間基礎生物學計劃"（FSB計劃），探索微重力對細胞分子機制的影響，并嘗試將成果應用于藥物開發(fā)。中國則在2010年代通過天舟一號貨運飛船搭載小鼠胚胎干細胞，開展微重力對細胞增殖的初步研究。

二、太空實驗的初期應用

1. 國際空間站（ISS）的細胞實驗

  - 蛋白質結晶與干細胞分化：2010年代起，ISS成為微重力細胞培養(yǎng)的重要平臺。例如，NASA利用ISS研究蛋白質晶體生長，發(fā)現微重力環(huán)境下晶體更大、結構更均勻。  

  - 造血干細胞研究：2018年研究顯示，太空微重力激活Akt/mTOR信號通路，促進造血干細胞增殖，為血癌治療提供新思路。

2. 中國空間站的起步

  中國通過天舟一號（2017年）和后續(xù)任務，逐步開展干細胞太空培養(yǎng)實驗。2023年神舟十五號任務shou ci實現人類干細胞“太空造血"，揭示微重力對分化的du te調控。

三、技術突破與規(guī)?；瘧?/span>

1. 三維培養(yǎng)系統(tǒng)的創(chuàng)新

  - 微重力與3D協(xié)同效應：埃默里大學團隊開發(fā)微重力三維培養(yǎng)系統(tǒng)，心臟祖細胞在太空培養(yǎng)中形成高密度“心臟球"。該系統(tǒng)結合冷凍保存技術和自動化培養(yǎng)模塊，解決了太空實驗的時間窗口和操作難題。  

  - 類器官模型構建：2024年，美國團隊將腦類器官送入ISS，發(fā)現微重力加速神經退行性病變標志物（如Aβ42、TDP-43）的表達，為阿爾茨海默病研究提供新模型。

2. 干細胞功能增強的發(fā)現

  - 間充質干細胞：微重力環(huán)境下培養(yǎng)的間充質干細胞免疫抑制能力更強，可能用于治療自身免疫疾病。  

  - 神經干細胞：太空環(huán)境促進神經干細胞擴增，為中樞神經系統(tǒng)疾?。ㄈ缋夏臧V呆）提供潛在療法。

四、當前進展與未來方向（2025年前后）

1. 中國空間站的突破性成果

  2025年神舟十九號任務帶回的干細胞樣本，揭示了人多能干細胞在微重力下的3D生長規(guī)律及干性維持機制，為再生醫(yī)學提供新理論依據。

2. 技術融合與多學科拓展

  - 人工智能與自動化：結合AI優(yōu)化培養(yǎng)參數，減少實驗試錯成本。  

  - 多器官協(xié)同培養(yǎng)：Kirkstal quasi Vivo 串聯(lián)器官芯片探索肝、腎等器官在微重力下的交互作用，構建全身性疾病模型。  

  - 商業(yè)化應用：生物制藥公司（如默沙東、禮來）利用太空平臺開發(fā)抗體、酶類藥物，推動微重力細胞培養(yǎng)的商業(yè)化。

3. 挑戰(zhàn)與風險

  - 太空輻射影響：長期暴露可能導致DNA損傷，需開發(fā)輻射防護技術。  

  - 細胞功能穩(wěn)定性：需驗證太空培養(yǎng)細胞返回地球后的功能持久性。

微重力細胞培養(yǎng)技術從早期地面模擬到太空實際應用，經歷了近30年的發(fā)展。其核心優(yōu)勢在于通過三維結構和信號通路調控，顯著提升細胞增殖效率與功能，為再生醫(yī)學、疾病模型構建和藥物開發(fā)開辟了新路徑。未來，隨著商業(yè)航天的普及和跨學科技術的融合，北京基爾比生物科技有限公司Rotary Cell Culture System, RCCS微重力旋轉細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，該技術有望成為生命科學領域的核心工具。

公司主營產品：

Kilby 3D-clinostat 三維旋轉儀

Kilby 微/超重力三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)Rotary Cell Culture System, RCCS，

3D回轉重力環(huán)境模擬系統(tǒng)，隨機定位儀，

類器官芯片搖擺灌注儀，

Kirkstall 類器官串聯(lián)芯片灌流仿生構建系統(tǒng)