骨特异性转录因子Runx2对抗空间骨丢失效应的初步研究

为了构建稳定过表达Runx2 (骨特异性转录因子)的C2C12 (小鼠成肌细胞)和MG63 (前成骨细胞)细胞株, 并用于研究Runx2在对抗空间骨丢失效应中的作用. 利用实时定量聚合酶链式反应鉴定Runx2下游基因I型胶原、碱性磷酸酶表达情况, 在二维回转器中培养稳定细胞株, 通过定量聚合酶链式反应,观察在模拟失重效应下Runx2基因对其下游基因表达的影响. 结果表明, 通过筛选获得稳定转染的C2C12-Runx2和MG63-Runx2细胞株, 经鉴定都能过表达Runx2. 转染后的细胞 I 型胶原和碱性磷酸酶mRNA表达增高. 回转组与对照组相比, MG63, C2C12-Runx2, MG63-Runx2细胞的I型胶原和碱性磷酸酶mRNA表达降低, 但在模拟失重效应下, 转染细胞中I型胶原和碱性磷酸酶的mRNA表达下降程度明显低于未转染细胞株. 所构建的C2C12-Runx2和MG63-Runx2细胞株比较稳定, 并证实Runx2能部分对抗失重引起的成骨特异性分子的降低.      

脉冲射流强化喷流混合的数值模拟

采用高振幅低流量射流射入亚音剪切层以强化喷流混合,对利用脉冲射流强化喷流混合的流场进行了数值模拟.利用有限体积法和重整化群(RNG)k-ε湍流模型求解N-S方程.分别进行了低亚音马赫数及中等亚音马赫数喷流混合的数值模拟.数值模拟结果显示,无论是对于低亚音速热喷流还是中等亚音速热喷流,脉冲激励引起喷流在与激励源平行的平面迅速扩展,在与之垂直的平面收缩,当脉冲射流激励的斯德鲁哈尔数在0.2时,可以得到较好混合,而且少量的射流流量(占主流流量的1%)可以极大地增加速度及温度的衰减率,随着流量的增加(占主流流量的3%),喷流混合得到进一步的加强.     

中药对模拟失重兔耳微循环和血液流变性的影响

因失重时血循环系统的改变十分类似于中医“血淤症”时的变化,故采用活血化淤中药来改善失重时的血循环状态可能是一种较好的防护措施。实验比较了4种中药(丹-黄合剂、川芎、冠心Ⅱ号、樟柳碱)对模拟失重兔耳微循环和血液流变性的影响。结果表明4种中药均有改善模拟失重兔血循环的作用,其效果是丹-黄合剂>川芎>冠心Ⅱ号>樟柳碱。两种药量实验结果表明丹黄合剂用15g/kg,川芎用10g/kg 效果较好。     

模拟失重对心血管自主神经调节功能的影响

载人航天或模拟失重后，航天员会出现运动能力与立位耐力降低，其发生机理与多种因素的改变有关．为进一步验证这种变化与中枢神经系统调节功能障碍的可能相关，本文研究模拟失重过程中心脏与外周血管自主神经调节功能的动态变化及与卧床后立位耐力降低的关系．结果表明，6名被试者的HRV谱的总功率（TP）及低频（LF）、高频（HF）成份均减少，而LF：HF比值在卧床后期有增大趋势．卧床后HUT初始6min所有被试者心率明显快于卧床前的相应值．说明模拟失重后心脏迷走神经反应与外周血管交感神经活动水平降低，心脏交感神经活动水平逐渐升高．但卧床后HUT时心血管自主神经调节反应基本正常．     

脉冲射流强化圆柱喷流混合的三维数值模拟

对利用脉冲射流强化圆柱喷流混合的流场进行了数值模拟,这项工作将高频高强度信号射流射入亚音剪切层以强化喷流混合.利用有限体积法和重整化群(RNG)k-ε湍流模型求解N-S方程.分别进行了低亚音马赫数及高亚音马赫数喷流直接排入空气的数值模拟.主要计算3个状态:未受激励的状态,斯德鲁哈尔数St分别为0.2和0.4时的状态.数值模拟结果显示,脉冲激励引起喷流在与激励源平行的平面迅速扩展,在与之垂直的平面收缩,当脉冲射流激励的St在0.2附近时,相关的混合较好,而且少量的射流流量可以极大地增加速度的衰减率.      

抗磁性物质磁悬浮方法在空间生物学与生物技术中的应用

失重是特定空间运动条件下的重要环境物理特征之一, 一般以微重力环境来表示. 几十年来人类利用空间失重环境进行了多学科领域的科学研究与探索. 由于真实空间失重环境下科学实验机会稀少, 人类为研究空间失重环境或效应, 开发了多种地基的空间模拟实验技术方法. 然而, 对于空间生物学和空间生物技术研究而言, 已有的各种模拟实验技术手段在原理上和应用上均存在一定的局限性. 本文介绍了抗磁性物质在大梯度强磁场中的悬浮现象, 及将其用于模拟空间失重环境的方法与原理;简述了近年来利用抗磁性物质悬浮方法进行生物大分子晶体生长、分子细胞生物学及整体生物学等方面研究与应用的进展.      

跑台运动负荷心率反应曲线的数学分析及应用

为评价失重时心血管系统对运动负荷的反应能力,本文以心率为指标,研究在运动负荷反应过程中心率的变化,并用数学形式进行表述。 实验设计三种跑台负荷(亚最大、中、小),两种体能状态(20天模拟失重卧床前、后)和两组人员(6名青年体力工作者,5名中年脑力工作者)的跑台运动实验,以观察负荷量从小到大及卧床前、后心率动态曲线的变化过程,揭示各参数随体能状态和负荷量变化的规律。 采用最小二乘原理,用泰勒级数展开法解非线性方程组,得到跑台运动期和恢复期的心率反应曲线的最佳拟合表达式,并通过不同负荷量和不同体能状态确定了表达式中各参数的生理意义。选用五个独立参量评定运动负荷时心血管系统反应能力,它们在三种负荷、模拟失重卧床前、后及不同组别之间有明显差异。 本文为失重心血管系统选训、医监和研究其对运动负荷的反应能力等方面,提供科学依据。      

模拟失重对培养心肌细胞形态和结构的影响

本实验是利用回转器模拟失重对离体培养大鼠乳鼠的心肌细胞形态和结构的影响．在光学显微镜和荧光显微镜下观察发现,细胞的形态由细长梭形变成椭圆形甚至为圆形,并且通过荧光标记后的细胞骨架的排列由纵形变成辐射状．同时在对细胞进行测量发现,细胞体积缩小近40％,细胞长短径比例减少近70％．上述结果提示模拟失重对培养心肌细胞的形态和结构有显著影响．     

太空行走100问（十一）

太空行走的训练设备(上) 62.航天员太空行走有哪些训练设备? 航天员太空行走的训练设备有很多,归纳起来可分为四大类:1-g模拟设备、失重飞机、水下训练设备和专用训练设备,在这四大类设备中,最常用的是失重飞机和水下训练设备.水下训练设备主要是中性浮力水池,这是航天员太空行走训练的必备设备,是在地面模拟太空失重环境的比较理想的一种方法.专用训练设备包括虚拟现实技术、遥控机械臂训练模拟器、载人机动装置太空操作模拟器和出舱活动程序训练模拟器.     

利用Cluster资料对经验及抛物面磁场模式性能的研究

Cluster的观测区包括太阳风与磁层相互作用的关键区域.本文将Tsyganenko经验模式T96,T01及Alexeev抛物面模式A2000的模拟结果与Cluster的磁场资料进行了详细对比,研究了两种模式对于近地点分别位于日侧及夜侧磁层的不同Cluster轨道上磁场的模拟性能.结果表明: (1)Cluster近地点附近轨道上的磁场主要受Birkland电流影响,T96,T01能很好地估计电流系位置,但对其强度模拟有所偏差,由于A2000不包含Ⅱ区场向电流,因此模拟不出近地点附近的磁场扰动; (2)对于0＞Dst＞-100 nT情况,T96与T01性能相当,但由于缺少部分环电流,T96对于日侧昏线附近的磁场模拟偏差大; (3)T96与T01对夜侧近地点轨道上磁场模拟的均方根相对误差为40%左右,受极尖区电流影响,日侧时误差上升到50%,而A2000均方根相对误差明显偏大,均为58%左右.      

用电磁力模拟空间微重力效应制备二元偏晶合金

提出了一种在地面利用电磁场与金属熔体的相互作用来模拟失重效应的方法。探讨了实现准失重环境的可能性,建立了准失重模拟装置。并成功地制备了均匀的Pb-Zn二元偏晶合金样品。实验结果表明,用此方法进行微重效应模拟可消除重力造成的斯托克斯(Stokes)沉积,制备的Pb-Zn二元偏晶合金中的弥散体(Pb)分布均匀,铅粒子的形状主要为微米量级的小球。与我们在我国返回式实验卫星上搭载的Pb-Zn合金样品相比较,其弥散体的分布状况无大的差异,只是前者弥散体尺寸略大于空间样品。然而,用该方法在准失重条件下制备的样品,无论在弥散体大小和均匀程度方面都与地面普通条件下(受重力影响)的样品有本质的区别。     

科学家发现新型血细胞

正惠康基金会感染与免疫研究团队的研究人员利用单细胞基因组学技术,分析了人类血细胞中基因的表达规律,发现了人类免疫系统中的一类新细胞。这些细胞分属树状突细胞和单核细胞两种白细胞。树状突细胞表面有抗原分子,T细胞可识别出这些分子,然后引发免疫反应。单核细胞是白细胞中最大的一类,可发育成巨噬细胞,吞食细胞中的"垃圾"。研究团队成员迪芙亚·沙阿表示:"人体内有两种重要的     

模拟失重时兔脏器血流量反应特性研究

本文报道了用26只白色短毛家兔所做的动物学模型实验,得出了各脏器血流量的动态反应曲线.并用微循环研究方法,分析了模拟失重时各脏器微血管功能状态与血流量的关系;阐述了各脏器微循环功能变化特点;对变化机理作了初步探讨.     

基于非Favre过滤的大涡模拟

将直接过滤的可压缩Navier-Stokes(NS)方程组作为可压缩湍流大涡模拟方程组.方程组中因过滤产生的高阶相关项用Taylor级数展开近似表达,得到可压缩张量扩散模型.与传统的采用质量加权过滤(Favre过滤)的可压缩大涡模拟方程组相比,由于这种方法没有密度信息的损失,所以能反映真实的密度脉动信息;方程所求量为流场物理量的过滤值,物理意义明确,使大涡模拟结果与直接数值模拟或实验结果更具有可比性.用这种大涡模拟方程组对绕双椭球高超声速湍流进行了模拟,并将所得结果与实验、Baldwin-Lomax(BL)模型及Smagorinsky亚格子模型的结果进行了对比.      

铝合金预腐蚀与疲劳性能灰色模型研究

利用等间隔和非等间隔GM(1,1)模型,拟合并建立了模拟加速预腐蚀后铝合金的腐蚀失重、最大孔蚀深度及疲劳强度额定值与腐蚀时间的非线性关系.结果表明:与常用的幂函数模型相比,用GM(1,1)模型能较好地反映铝合金腐蚀过程的变化趋势及其对疲劳性能的影响;无论等间隔还是非等间隔数据,GM(1,1)模型都能较好地描述,并可通过残差修正模型来提高GM(1,1)模型的精度.      

微重力环境中哺乳动物细胞分子生物学效应研究进展

随着载人航天事业的不断发展,空间失重环境引起的航天员健康问题（心血管疾病、免疫抑制、肌肉萎缩、骨质疏松等）日益突出,这已成为人类探索空间的一大阻碍.越来越多的研究关注到微重力条件下机体及细胞的变化.近期的研究表明,在细胞水平上,微重力会引起细胞降解,改变细胞骨架,并造成细胞在分子水平（如细胞增殖、分化、迁移、粘附、信号转导等过程）的一系列改变.本文对微重力条件下免疫细胞、内皮细胞、骨细胞、癌细胞的相关研究进行了归纳总结,研究结果可为微重力条件下机体及相关细胞的研究提供指导,为治疗或缓解微重力条件造成的疾病提供方法和思路.      

4小时头低位卧床期间脑阻抗图的变化

为了检查被试者对失重的适应能力,本实验采用了4h 头低位15°卧床方法模拟失重,观察了38名被试者在卧床中的耐受时间和脑阻抗图(REG)的变化,结果是短时间的头低位卧床期间REG 发生了规律性的变化,此变化反映了被试者脑循环系统状态,并与被试者卧床耐力一致。结果提示,短期头低位卧床可作为检查被试者失重适应能力的一种方法,而REG 是一个有用的评定指标。     

我国首个火星模拟基地总体方案敲定

<正>8月8日,新华社发布消息称我国首个火星模拟基地项目将落户青海省海西州大柴旦红崖地区,这里拥有典型的雅丹地貌群,其独特的地形地貌、自然风光、气候条件使之成为专家眼中"中国最像火星的地方"。随后,中国火星村(模拟火星基地)总体方案讨论会9月3日在青海省海西蒙古族藏族自治州德令哈市召开,会议最终确定了火星村的总体方案,初步估计该项目的总投资将超过4亿元。中国科学院月球与深空探测总体部主任刘晓群介绍,中国火星村(模拟火星基地)是以"荒漠旅游观光+外星生     

头低位卧床对恒河猴骨代谢、糖脂代谢的抑制效应及其相关性分析

空间失重引起的骨代谢调节失衡是航天员遭受的最严重的危害之一.骨代谢失衡还有可能影响机体的糖脂代谢平衡.本研究利用恒河猴头低位卧床模拟失重效应实验方法，分析头低位卧床过程中恒河猴血清中骨代谢、糖脂代谢指标变化情况及其相关性.卧床组恒河猴血清中BAP在头低位卧床实验开始7天便出现了显著下降（P<0.05），血清胰岛素、高密度脂肪酸含量在7天显著下降并一直维持在较低水平，血糖含量在7天时显著下降，但在21天时明显回升.分析发现，骨钙素与血糖、皮质醇、高密度脂肪酸含量间均存在相关性，这表明头低位卧床模拟失重效应实验中骨与糖脂代谢之间存在相互调控.