1. 微重力對(duì)女性生殖健康的影響

1.1 卵巢功能：研究發(fā)現(xiàn)，微重力可能影響卵巢功能，導(dǎo)致激素水平變化。例如，Hong等人（2021）研究發(fā)現(xiàn)，暴露于微重力環(huán)境的雌性小鼠表現(xiàn)出較低的孕酮水平，但雌二醇水平?jīng)]有顯著變化 。微重力可能影響卵巢組織中的類固醇激素水平，進(jìn)而影響生殖周期和生育能力。

1.2 生殖周期：Hong等人（2021）還發(fā)現(xiàn)，盡管暴露于微重力環(huán)境，雌性小鼠仍然保持發(fā)情周期，表明微重力可能不會(huì)wan quan 抑制生殖周期 。盡管微重力可能影響激素水平，但發(fā)情周期的存在表明雌性小鼠在微重力環(huán)境下仍可能保持生育能力。

2. 微重力對(duì)男性生殖健康的影響

2.1 精子功能：Ogneva等人（2021）發(fā)現(xiàn)，微重力環(huán)境下，小鼠精子的運(yùn)動(dòng)能力下降，但這種影響可以通過(guò)特定化合物（如必需磷脂）得到緩解 。微重力可能通過(guò)影響精子的運(yùn)動(dòng)能力來(lái)降低生育能力，但這種影響可以通過(guò)外部干預(yù)得到改善。

2.2 生殖器官：Matsumura等人（2019）發(fā)現(xiàn)，短期暴露于微重力環(huán)境的小鼠生殖器官?zèng)]有明顯的缺陷或基因表達(dá)變化 。短期微重力暴露可能對(duì)男性生殖器官的影響較小，但長(zhǎng)期影響仍需進(jìn)一步研究。

3. 微重力對(duì)胚胎和胎兒發(fā)育的影響

3.1 胚胎發(fā)育：Lei等人（2020）發(fā)現(xiàn)，暴露于微重力環(huán)境的胚胎雖然可以發(fā)育，但發(fā)育速度減慢，囊胚形成率降低，且胚胎表現(xiàn)出嚴(yán)重的DNA損傷和低甲基化基因組 。微重力可能通過(guò)影響胚胎的發(fā)育速度和質(zhì)量，增加胚胎發(fā)育缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 胎兒健康：Wang和Yasuda（2020）綜述了高LET粒子（如宇宙射線）對(duì)胎兒發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)輻射暴露可能導(dǎo)致胎兒生長(zhǎng)遲緩、認(rèn)知障礙、先天性畸形和新生兒死亡率增加。微重力環(huán)境下的輻射暴露可能對(duì)胎兒健康產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響，需要進(jìn)一步研究以開(kāi)發(fā)有效的防護(hù)措施。

4. 微重力對(duì)生殖細(xì)胞的影響

4.1 卵子和精子：Mishra和Luderer（2019）綜述了微重力對(duì)生殖細(xì)胞的影響，發(fā)現(xiàn)微重力可能通過(guò)增加DNA損傷和降低精子活力來(lái)影響生殖細(xì)胞的功能 。微重力可能通過(guò)影響生殖細(xì)胞的完整性和功能，降低生育能力。

4.2 胚胎干細(xì)胞：Li等人（2021）研究了微重力對(duì)胚胎干細(xì)胞分化和早期胚胎發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)微重力可能影響胚胎干細(xì)胞的分化和胚胎發(fā)育 。微重力可能通過(guò)影響胚胎干細(xì)胞的分化和胚胎發(fā)育，增加早期胚胎發(fā)育缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

5. 微重力對(duì)生殖健康的整體影響：Steller等人（2020）綜述了微重力對(duì)女性生殖健康的影響，指出微重力可能增加流產(chǎn)、早產(chǎn)、新生兒死亡率和妊娠糖尿病的風(fēng)險(xiǎn) 。微重力可能通過(guò)影響生殖器官和胚胎發(fā)育，增加生殖健康問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。

6. 未來(lái)研究方向及解決方案

輻射防護(hù)、激素替代療法、胚胎冷凍和基因編輯等技術(shù)可能有助于緩解微重力對(duì)生殖健康的影響 。這些技術(shù)可能為太空環(huán)境下的生殖健康提供有效的解決方案，但需要進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。

北京基爾比生物科技有限公司 研制的微重力clinostat：

• 可以進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的同時(shí)，連續(xù)實(shí)時(shí)定量記錄模擬環(huán)境的重力變化，便于觀測(cè)模擬微重力或超重力效應(yīng)下細(xì)胞、組織等變化規(guī)律和實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的調(diào)節(jié)，且可直接放進(jìn)培養(yǎng)箱，方便細(xì)胞的培養(yǎng)。
  
  

• 預(yù)設(shè)參數(shù)操作方便，旋轉(zhuǎn)器提供微重力環(huán)境模擬（10-3G），同時(shí)提供超重力環(huán)境的模擬（2G，2.5G或3G）

  
  

• 可提供模擬環(huán)境下的重力監(jiān)測(cè)，X 軸、Y 軸、Z 軸三維空間重力監(jiān)測(cè)并顯示實(shí)時(shí)重力數(shù)值,讓研究人員實(shí)時(shí)采集了解模擬環(huán)境重力的精確變化。

  
  

• 攝像頭監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，具有可以快速啟動(dòng)及程序預(yù)約功能

參考文獻(xiàn)

- Mishra B, Luderer U. Reproductive hazards of space travel in women and men. Nat Rev Endocrinol. 2019.

-  Li F, Ye Y, Lei X, Zhang W. Effects of microgravity on early embryonic development and embryonic stem cell differentiation: phenotypic characterization and potential mechanisms. Front Cell Dev Biol. 2021.

-Steller JG, Blue RS, Burns R, Bayuse TM, Antonsen EL, Jain V, Blackwell MM, Jennings RT. Gynecologic risk mitigation considerations for long-duration spaceflight. Aerosp Med Hum Perform. 2020.

- Wang B, Yasuda H. Relative biological effectiveness of high let particles on the reproductive system and fetal development. Life. 2020.

- Rose BI. Female astronauts: impact of space radiation on menopause. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2022.

- Lei X, Cao Y, Ma B, Zhang Y, Ning L, Qian J, Zhang L, Qu Y, Zhang T, Dehong L, Chen Q, Shi J, Zhang X, Ma C, Zhang Y, Duan E. Development of mouse preimplantation embryos in space. Natl Sci Rev. 2020.

- Zhu A, Stone J. Bearing extremes: impacts from simulated outer space conditions and effective ultraviolet radiation shielding materials on tardigrade life history. Health Phys Soc. 2022.

- Hong X, Ratri A, Choi SY, Tash JS, Ronca AE, Alwood JS, Christenson LK. Effects of spaceflight aboard the International Space Station on mouse estrous cycle and ovarian gene expression. Npj Microgravity. 2021.

- Ogneva IV. Mouse and fly sperm motility changes differently under modelling microgravity. Curr Issues Mol Biol. 2021.

- Matsumura T, Noda T, Muratani M, Okada R, Yamane M, Isotani A, Kudo T, Takahashi S, Ikawa M. Male mice, caged in the International Space Station for 35 days, sire healthy offspring. Sci Rep. 2019.

附：應(yīng)用北京基爾比生物科技公司（Clinostat，Beijing Kilby-biotech）微重力三維培養(yǎng)系統(tǒng)的胚胎發(fā)育研究方案

一、實(shí)驗(yàn)背景

近年來(lái)，隨著人類深空探索的推進(jìn)，微重力環(huán)境對(duì)生殖健康的影響成為研究焦點(diǎn)。現(xiàn)有研究表明，微重力可能導(dǎo)致胚胎發(fā)育異常，包括DNA損傷、甲基化水平變化及胚胎發(fā)育速率降低。北京基爾比生物科技公司三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)（Clinostat，Beijing Kilby-biotech，模擬微重力環(huán)境）通過(guò)動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)抵消重力效應(yīng)，可在地面實(shí)驗(yàn)室中模擬微重力環(huán)境，為研究胚胎發(fā)育提供可靠平臺(tái)。本實(shí)驗(yàn)旨在利用該系統(tǒng)，探究微重力對(duì)小鼠胚胎早期發(fā)育的影響，為未來(lái)太空生殖健康研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1. 評(píng)估微重力環(huán)境下小鼠胚胎的發(fā)育能力（如囊胚形成率、細(xì)胞分化效率）。  

2. 分析微重力對(duì)胚胎DNA完整性及表觀遺傳修飾（如甲基化水平）的影響。  

3. 探索微重力與氧化應(yīng)激的關(guān)聯(lián)性，檢測(cè)胚胎內(nèi)活性氧（ROS）水平變化。  

三、材料與方法

1. 實(shí)驗(yàn)材料

- 胚胎樣本：C57BL/6小鼠受精卵（2細(xì)胞期胚胎，n=200，分實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組）。  

- 主要儀器設(shè)備：  

 - 北京基爾比三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)（Clinostat，Beijing Kilby-biotech，模擬微重力環(huán)境）。

 - 傳統(tǒng)靜態(tài)培養(yǎng)箱（對(duì)照組，1g重力條件）。  

 - 試劑：胚胎培養(yǎng)基（KSOM）、ROS檢測(cè)試劑盒（DCFH-DA）、DNA損傷標(biāo)記物（γ-H2AX抗體）、甲基化檢測(cè)試劑盒（MethylFlash）。  

- 檢測(cè)儀器：熒光顯微鏡、流式細(xì)胞儀、qPCR儀。  

2. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

- 實(shí)驗(yàn)組：胚胎置于北京基爾比生物科技公司（Clinostat，Beijing Kilby-biotech）模擬微重力環(huán)境中，勻速三維旋轉(zhuǎn)，模擬微重力條件（<0.01g），培養(yǎng)72小時(shí)至囊胚期。  

- 對(duì)照組：胚胎在相同培養(yǎng)基中靜態(tài)培養(yǎng)（1g重力），其他條件（溫度37℃、5% CO?）與實(shí)驗(yàn)組一致。  

3. 觀察指標(biāo)

- 發(fā)育能力：記錄囊胚形成率（形態(tài)學(xué)評(píng)分）及細(xì)胞數(shù)量（DAPI染色）。  

- DNA損傷：免疫熒光染色檢測(cè)γ-H2AX焦點(diǎn)數(shù)量（DNA雙鏈斷裂標(biāo)志）。  

- 表觀遺傳變化：全基因組甲基化水平檢測(cè)（MethylFlash技術(shù)）及關(guān)鍵基因（如Oct4、Nanog）甲基化狀態(tài)分析。  

- 氧化應(yīng)激：流式細(xì)胞術(shù)定量胚胎內(nèi)ROS水平。  

4. 數(shù)據(jù)分析： 使用GraphPad Prism進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析（t檢驗(yàn)或ANOVA），顯著性水平設(shè)為p<0.05。  

四、預(yù)期結(jié)果

1. 實(shí)驗(yàn)組囊胚形成率顯著低于對(duì)照組。  

2. 微重力組胚胎中γ-H2AX焦點(diǎn)數(shù)量增加，提示DNA損傷加劇。  

3. 胚胎基因組呈現(xiàn)整體低甲基化趨勢(shì)，關(guān)鍵多能性基因甲基化模式異常。  

4. ROS水平升高，表明微重力可能通過(guò)氧化應(yīng)激途徑影響胚胎發(fā)育。  

注：倫理合規(guī)性，實(shí)驗(yàn)方案需通過(guò)動(dòng)物倫理委員會(huì)審批（參照ARRIVE指南）。  

五、研究意義

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)北京基爾比生物科技公司（Clinostat，Beijing Kilby-biotech）模擬微重力環(huán)境，系統(tǒng)評(píng)估其對(duì)胚胎發(fā)育的影響，為優(yōu)化太空生殖健康防護(hù)策略（如抗氧化干預(yù)、表觀遺傳調(diào)控）提供依據(jù)。研究結(jié)果可支持未來(lái)長(zhǎng)期太空任務(wù)中人類生殖保障技術(shù)的開(kāi)發(fā)，助力多行星物種愿景的實(shí)現(xiàn)。  

公司主營(yíng)產(chǎn)品：

3D-clinostat 三維旋轉(zhuǎn)儀，

微/超重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，

3D回轉(zhuǎn)重力環(huán)境模擬系統(tǒng)，隨機(jī)定位儀，

類器官芯片搖擺灌注儀，

英國(guó)Kirkstall 類器官串聯(lián)芯片灌流仿生構(gòu)建系統(tǒng)