案例研究更新：失重状态下的软骨细胞
失重状态下的软骨细胞
软骨细胞如何对重力变化作出反应？2019 年，卢塞恩应用科学与艺术大学的研究人员在欧洲航天局（ESA）的抛物线飞行中研究了这一问题。细胞的培养和准备使用了一台 BINDER CO₂ 培养箱 CB 170。目前已有多篇介绍研究结果的科学论文发表。
细胞如何对重力变化作出反应？
软骨细胞持续承受机械负荷。然而，它们如何感知这些力并作出反应，目前尚未完全明了。
因此，卢塞恩应用科学与艺术大学在 COW（Cartilage ExpOsed to Weightlessness）项目中研究了软骨细胞中的重要结构在不断变化的重力条件下是否会发生改变。
借助 BINDER 实现受控条件
在实验中，细胞必须在可重复的条件下进行培养和准备。为此，研究团队使用了一台 BINDER CO₂ 培养箱 CB 170。
为参加 ESA 抛物线飞行活动，培养箱被运往波尔多。在那里，细胞一直保持在受控培养条件下，直至飞行前不久才被转移到专门开发的飞行硬件中（左图）。
培养箱在预实验中也发挥了作用：研究人员在 CB 170 中使用随机定位仪（Random Positioning Machine），在数天内模拟微重力的某些效应。
荧光显微图像（来源见下文）
在微重力和超重条件下完成 31 次抛物线飞行
在 ESA 抛物线飞行活动中，一架空客 A310 完成了 31 次抛物线飞行。细胞样本交替经历短时间的超重和微重力阶段。
研究人员在不同时间点固定样本，随后进行分析。研究最初聚焦于微管蛋白和波形蛋白这两种细胞骨架成分。
研究得出了什么结果？
第一篇论文于 2020 年发表在 Microgravity Science and Technology 上。研究人员未发现抛物线飞行期间所研究的微管蛋白和波形蛋白结构发生显著变化。
此后研究继续推进，并于 2022 年又发表了两篇论文。研究内容包括软骨细胞的钙平衡和膜电位等。在重力短暂改变的阶段，这些参数同样保持不变。
由此，研究人员得以进一步缩小软骨细胞对机械负荷作出反应的可能机制范围。
科学出版物中的 BINDER
在 2020 年的出版物和 2022 年发表于 Acta Astronautica 的研究中，BINDER 均因支持该研究项目而被明确提及。
CB 170 本身并非研究对象，其任务是在准备阶段为细胞提供稳定且可重复的培养条件。
2019 年的原始案例研究：卢塞恩应用科学与艺术大学案例研究
图片来源：
飞机上的飞行硬件：Wuest, S. L. et al. (2020), Microtubules and Vimentin Fiber Stability during Parabolic Flights, Microgravity Science and Technology 32, 921–933, Fig. 4, CC BY 4.0.
软骨细胞的微管蛋白染色：Wuest, S. L. et al. (2020), Microtubules and Vimentin Fiber Stability during Parabolic Flights, Microgravity Science and Technology 32, 921–933, Fig. 6, CC BY 4.0.
BINDER 解决方案：
- CO₂ 培养箱 CB 170
- 无缝不锈钢内腔，带冲压成型的搁板支撑
- 180 °C 热空气自动灭菌
- 采用 Permadry 双水盘的无冷凝湿度控制
- 触摸屏控制器，可通过 USB 接口进行内部数据记录