微重力三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)中的低剪切力是該系統(tǒng)的一個重要特性，對細胞培養(yǎng)有重要影響，以下是相關介紹：
產(chǎn)生原理
在微重力三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)中，如微重力三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)（TDCCS-3D），通過特定的裝置設計和培養(yǎng)條件來實現(xiàn)低剪切力環(huán)境。使細胞在培養(yǎng)基中處于不斷的自由落體狀態(tài)，細胞與培養(yǎng)液之間的相對運動較為平穩(wěn)，減少了因重力引起的流體對流和剪切力。同時，系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度通常被控制在一定范圍內(nèi)，避免因過快旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生過大的剪切力，從而為細胞營造了一個低剪切力的培養(yǎng)環(huán)境。
對細胞的影響
- 利于細胞生長和組織形成：低剪切力環(huán)境更接近體內(nèi)細胞所處的生理狀態(tài)，有助于細胞的貼壁、增殖和分化。在這種環(huán)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(fā)育，例如在培養(yǎng)乳腺癌細胞時，可促使細胞形成更接近體內(nèi)腫瘤結(jié)構(gòu)的三維球體，球體內(nèi)部細胞間的連接更加緊密，細胞外基質(zhì)的分泌也更接近生理狀態(tài)。
- 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(huán)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(wěn)定的環(huán)境中生長和進行各種生理活動，對于長期培養(yǎng)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(diào)節(jié)細胞內(nèi)的信號通路。研究表明，在低剪切力環(huán)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(diào)節(jié)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(fā)生發(fā)展機制提供了新的視角。
