探秘微重力三維細胞培養：低剪切力如何重塑細胞生長環境？

微重力三維細胞培養系統中的低剪切力是該系統的一個重要特性，對細胞培養有重要影響，以下是相關介紹：

產生原理

在微重力三維細胞培養系統中，如微重力三維細胞培養系統（TDCCS-3D），通過特定的裝置設計和培養條件來實現低剪切力環境。使細胞在培養基中處于不斷的自由落體狀態，細胞與培養液之間的相對運動較為平穩，減少了因重力引起的流體對流和剪切力。同時，系統的旋轉速度通常被控制在一定范圍內，避免因過快旋轉產生過大的剪切力，從而為細胞營造了一個低剪切力的培養環境。

對細胞的影響

- 利于細胞生長和組織形成：低剪切力環境更接近體內細胞所處的生理狀態，有助于細胞的貼壁、增殖和分化。在這種環境下，細胞能夠更好地保持其原有的生物學特性，有利于三維組織的形成和發育，例如在培養乳腺癌細胞時，可促使細胞形成更接近體內腫瘤結構的三維球體，球體內部細胞間的連接更加緊密，細胞外基質的分泌也更接近生理狀態。

- 減少細胞損傷：過高的剪切力可能會對細胞造成機械損傷，影響細胞的正常代謝和功能。低剪切力環境可以降低這種損傷風險，維持細胞的完整性和功能，使細胞能夠在更穩定的環境中生長和進行各種生理活動，對于長期培養細胞以及研究細胞在特定生理過程中的變化具有重要意義。

- 影響細胞信號通路：低剪切力可以通過影響細胞表面的力學感受器，進而調節細胞內的信號通路。研究表明，在低剪切力環境下，一些與細胞生長、分化和存活相關的信號通路會被激活或抑制，從而影響細胞的生物學行為。例如，在乳腺癌細胞中，低剪切力可能通過調節某些信號通路，影響細胞的增殖和侵襲相關基因的表達，為研究乳腺癌細胞的生物學特性和腫瘤發生發展機制提供了新的視角。