（一）神经类器官培养步骤

神经类器官的培养过程涉及多个阶段，包括诱导多能干细胞（iPSCs）的分化、神经祖细胞（NPCs）和小胶质细胞祖细胞（MGPs）的生成、类器官的组装以及长期培养。

1. iPSCs的分化

   - 皮质神经元分化：

     - 第0天：用Accutase消化iPSCs，以2.5×10^5细胞/cm?的密度接种到Geltrex涂层的六孔板上。

     - 第1-11天：每天用含有SB、LDN和Cyclopamine的基础培养基进行培养，形成单层细胞。

     - 第12天：将细胞传代到新的Geltrex涂层板上，继续培养。

     - 第13-19天：将细胞转移到神经干细胞培养基中，每天更换培养基。

     - 第19天：再次传代，继续用神经干细胞培养基培养。

     - 第25天：完成皮质祖细胞的分化。

   - 多巴胺神经元分化：

     - 第0天：从Geltrex上生长的iPSCs开始，转移到D0培养基中。

     - 第1-11天：按照预定的培养基配方进行培养基更换。

     - 第13天：将细胞传代到聚-L-鸟氨酸（PO）和层粘连蛋白（LAM）涂层的板上。

     - 第15-20天：用含有ROCK抑制剂的培养基维持细胞，每两天更换一次培养基。

     - 第20-24天：细胞开始呈现双极形态，再次传代。

     - 第25天：完成多巴胺祖细胞的分化。

 2. 小胶质细胞祖细胞（MGPs）的生成

   - 使用已有的高效、可重复的iPSC衍生小胶质细胞培养方案，如Douvaras等人或Fattorelli等人的方法。

   - 在分化过程中，通过流式细胞术检测CD14+CX3CR1+ MGPs的表达，确保小胶质细胞的生成。

3. 类器官的组装

   - 第25天：将神经祖细胞（NPCs）与小胶质细胞祖细胞（MGPs）按比例混合（例如，100,000 NPCs与20,000 MGPs），在96孔V型底板中形成类器官。

   - 第1天：观察类器官的形成，并进行第一次培养基更换。

   - 第7天：类器官准备好后，转移到密封的冷冻管中，用于长期培养或太空运输。

4. 长期培养和太空运输

   - 将类器官转移到冷冻管中，加入足够的培养基以避免营养耗尽。

   - 使用便携式孵化器或冷链运输将冷冻管运往航天中心。

   - 在国际空间站（ISS）上，类器官在密封管中培养，无需培养基或二氧化碳交换。

（二）北京基尔比生物公司研制生产的微重力3D细胞培养系统对神经细胞的影响

微重力对神经细胞的影响是本文研究的重点之一。研究结果表明，微重力可能对神经细胞产生以下影响：

1. 免疫细胞活性增加

   - 研究表明，微重力会增加免疫细胞的活性，这可能影响中枢神经系统中的小胶质细胞功能。小胶质细胞是脑内的免疫细胞，负责清除病原体和细胞碎片。在微重力环境下，小胶质细胞的活性可能被激活，从而影响神经炎症的进程。

2. 神经退行性疾病的加剧

   - 微重力可能加剧神经退行性疾病的病理机制。例如，多发性硬化症（MS）和帕金森病（PD）的病理特征可能在微重力环境下变得更加明显。研究者通过将来自这些疾病患者的iPSCs分化为神经祖细胞和小胶质细胞，并在微重力环境下培养类器官，观察到微重力可能加剧了这些疾病的病理特征。

3. 神经细胞结构和功能的变化

   - 微重力可能影响神经细胞的结构和功能。例如，神经元的突起生长和神经网络的形成可能受到微重力的影响。在微重力环境下，神经元的电生理活动也可能发生变化，这可以通过多电极阵列（MEA）进行检测。

4. 细胞代谢和基因表达的改变

   - 微重力可能影响细胞的代谢和基因表达。通过RNA测序和蛋白质组学分析，研究者可以检测微重力对神经细胞基因表达和蛋白质合成的影响。这些变化可能与神经炎症和神经退行性疾病的病理机制有关。

（三）地面模拟利器，Kilby Gravity系统的技术突破

太空实验机会稀缺且昂贵，地面模拟微重力平台成为研究的关键支撑。北京基尔比生物科技公司的Kilby Gravity重力模拟控制装置提供了可及性强、精确度高的实验平台。

该系统核心技术在于三维随机旋转重力矢量分散机制。通过双轴独立控制旋转系统，使培养容器内的重力矢量在空间快速随机化，实现持续的10??g微重力环境模拟——接近国际空间站的实际微重力水平。

北京基尔比生物科技公司的Kilby Gravity微重力培养系统系统的优势在于多功能集成与实时监控能力。设备内置传感器，可实时监控并可视化重力水平；旋转器主体紧凑设计可放入标准CO2培养箱，维持细胞培养的温湿度和气体环境。

北 京 基 尔 比 生物科技公司主营产品：

Kilby 3D-clinostat 旋转细胞培养仪，

Kilby Gravity 微/超重力三维细胞培养系统，

3D回转重力环境模拟系统，随机定位仪，

类器官芯片摇摆灌注仪，

Kirkstall Quasi Vivo 类器官串联芯片仿生系统