1. 微重力對女性生殖健康的影響

1.1 卵巢功能：研究發現，微重力可能影響卵巢功能，導致激素水平變化。例如，Hong等人（2021）研究發現，暴露于微重力環境的雌性小鼠表現出較低的孕酮水平，但雌二醇水平沒有顯著變化 。微重力可能影響卵巢組織中的類固醇激素水平，進而影響生殖周期和生育能力。

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

2. 微重力對男性生殖健康的影響

2.1 精子功能：Ogneva等人（2021）發現，微重力環境下，小鼠精子的運動能力下降，但這種影響可以通過特定化合物（如必需磷脂）得到緩解 。微重力可能通過影響精子的運動能力來降低生育能力，但這種影響可以通過外部干預得到改善。

2.2 生殖器官：Matsumura等人（2019）發現，短期暴露于微重力環境的小鼠生殖器官沒有明顯的缺陷或基因表達變化 。短期微重力暴露可能對男性生殖器官的影響較小，但長期影響仍需進一步研究。

3. 微重力對胚胎和胎兒發育的影響

3.1 胚胎發育：Lei等人（2020）發現，暴露于微重力環境的胚胎雖然可以發育，但發育速度減慢，囊胚形成率降低，且胚胎表現出嚴重的DNA損傷和低甲基化基因組 。微重力可能通過影響胚胎的發育速度和質量，增加胚胎發育缺陷的風險。

3.2 胎兒健康：Wang和Yasuda（2020）綜述了高LET粒子（如宇宙射線）對胎兒發育的影響，發現輻射暴露可能導致胎兒生長遲緩、認知障礙、先天性畸形和新生兒死亡率增加。微重力環境下的輻射暴露可能對胎兒健康產生嚴重負面影響，需要進一步研究以開發有效的防護措施。

4. 微重力對生殖細胞的影響

4.1 卵子和精子：Mishra和Luderer（2019）綜述了微重力對生殖細胞的影響，發現微重力可能通過增加DNA損傷和降低精子活力來影響生殖細胞的功能 。微重力可能通過影響生殖細胞的完整性和功能，降低生育能力。

4.2 胚胎干細胞：Li等人（2021）研究了微重力對胚胎干細胞分化和早期胚胎發育的影響，發現微重力可能影響胚胎干細胞的分化和胚胎發育 。微重力可能通過影響胚胎干細胞的分化和胚胎發育，增加早期胚胎發育缺陷的風險。

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

6. 未來研究方向及解決方案

輻射防護、激素替代療法、胚胎冷凍和基因編輯等技術可能有助于緩解微重力對生殖健康的影響 。這些技術可能為太空環境下的生殖健康提供有效的解決方案，但需要進一步研究和驗證。

北京基爾比生物科技有限公司 研制的微重力clinostat：

• 可以進行細胞培養的同時，連續實時定量記錄模擬環境的重力變化，便于觀測模擬微重力或超重力效應下細胞、組織等變化規律和實現對實驗環境的調節，且可直接放進培養箱，方便細胞的培養。
  
  

• 預設參數操作方便，旋轉器提供微重力環境模擬（10-3G），同時提供超重力環境的模擬（2G，2.5G或3G）

  
  

• 可提供模擬環境下的重力監測，X 軸、Y 軸、Z 軸三維空間重力監測并顯示實時重力數值,讓研究人員實時采集了解模擬環境重力的精確變化。

  
  

• 攝像頭監控設備運行狀態，具有可以快速啟動及程序預約功能

參考文獻

- 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：應用北京基爾比生物科技公司（Clinostat，Beijing Kilby-biotech）微重力三維培養系統的胚胎發育研究方案

一、實驗背景

近年來，隨著人類深空探索的推進，微重力環境對生殖健康的影響成為研究焦點。現有研究表明，微重力可能導致胚胎發育異常，包括DNA損傷、甲基化水平變化及胚胎發育速率降低。北京基爾比生物科技公司三維細胞培養系統（Clinostat，Beijing Kilby-biotech，模擬微重力環境）通過動態旋轉抵消重力效應，可在地面實驗室中模擬微重力環境，為研究胚胎發育提供可靠平臺。本實驗旨在利用該系統，探究微重力對小鼠胚胎早期發育的影響，為未來太空生殖健康研究提供基礎數據。

二、實驗目的

1. 評估微重力環境下小鼠胚胎的發育能力（如囊胚形成率、細胞分化效率）。  

2. 分析微重力對胚胎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激的關聯性，檢測胚胎內活性氧（ROS）水平變化。  

三、材料與方法

1. 實驗材料

- 胚胎樣本：C57BL/6小鼠受精卵（2細胞期胚胎，n=200，分實驗組與對照組）。  

- 主要儀器設備：  

 - 北京基爾比三維細胞培養系統（Clinostat，Beijing Kilby-biotech，模擬微重力環境）。

 - 傳統靜態培養箱（對照組，1g重力條件）。  

 - 試劑：胚胎培養基（KSOM）、ROS檢測試劑盒（DCFH-DA）、DNA損傷標記物（γ-H2AX抗體）、甲基化檢測試劑盒（MethylFlash）。  

- 檢測儀器：熒光顯微鏡、流式細胞儀、qPCR儀。  

2. 實驗設計

- 實驗組：胚胎置于北京基爾比生物科技公司（Clinostat，Beijing Kilby-biotech）模擬微重力環境中，勻速三維旋轉，模擬微重力條件（<0.01g），培養72小時至囊胚期。  

- 對照組：胚胎在相同培養基中靜態培養（1g重力），其他條件（溫度37℃、5% CO?）與實驗組一致。  

3. 觀察指標

- 發育能力：記錄囊胚形成率（形態學評分）及細胞數量（DAPI染色）。  

- DNA損傷：免疫熒光染色檢測γ-H2AX焦點數量（DNA雙鏈斷裂標志）。  

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

- 氧化應激：流式細胞術定量胚胎內ROS水平。  

4. 數據分析： 使用GraphPad Prism進行統計學分析（t檢驗或ANOVA），顯著性水平設為p<0.05。  

四、預期結果

1. 實驗組囊胚形成率顯著低于對照組。  

2. 微重力組胚胎中γ-H2AX焦點數量增加，提示DNA損傷加劇。  

3. 胚胎基因組呈現整體低甲基化趨勢，關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氧化應激途徑影響胚胎發育。  

注：倫理合規性，實驗方案需通過動物倫理委員會審批（參照ARRIVE指南）。  

五、研究意義

本實驗通過北京基爾比生物科技公司（Clinostat，Beijing Kilby-biotech）模擬微重力環境，系統評估其對胚胎發育的影響，為優化太空生殖健康防護策略（如抗氧化干預、表觀遺傳調控）提供依據。研究結果可支持未來長期太空任務中人類生殖保障技術的開發，助力多行星物種愿景的實現。  

公司主營產品：

3D-clinostat 三維旋轉儀，

微/超重力三維細胞培養系統，

3D回轉重力環境模擬系統，隨機定位儀，

類器官芯片搖擺灌注儀，

英國Kirkstall 類器官串聯芯片灌流仿生構建系統