做细胞培养的意义

 现在实验室培养的细胞分两种，一是悬浮细胞，二是贴壁细胞。贴壁细胞依靠重力平贴在培养皿上，包括了绝大部分具有生理学意义的细胞类型，比如神经细胞，肌肉细胞，上皮细胞等等，还有理学细胞模型，如癌细胞，神经退行性细胞等等，现已从单层贴壁细胞发展出三维立体的细胞模型。所以我们在实验室条件下对细胞的理解基本上都是建立在重力的基础上的，但重力却被完全忽略了。

     忽略了不代表不重要，正如我们常忽略空气的存在。细胞受重力作用，整个生长形态都会变化，尤其体现在微管组织上。现有大部分细胞虽有三维结构，但真实形态像煎蛋一样，中间细胞核处凸起，四周慢慢垂下平铺开。这明显是受重力作用。假如没有重力影响，直接决定细胞形态的微管组织是否还是如此铺展，抑或像海胆壳一样四面八方上下左右无方向自由伸展？

     那么，细胞个体在形态学上的变化肯定会影响整个组织，器官，乃至生物个体的形态学。另外，从人的发育来看，我们都是在重力环境下完成发育的，虽然重力可能对发育过程的信号通路没有影响，但失去重力的引导，诸如生长因子之类的发育关键蛋白是否能沿某种梯度传递，让细胞逐步发育成现有人类的样子？抑或关键蛋白在细胞间的传输完全没有了方向，导致发育失败抑或是发育成超级人，在进入太空时代前，这都是人类必须要面对的问题。

     另一方面，细胞本质上是个跟外界频繁进行物质与能量交换的热力学系统。现有的细胞学研究主要集中在细胞的分子机制上，但缺乏从物理学本质上的讨论，比如如何从热力学角度看待细胞，如何从重力下看细胞，都很少涉及。无重力或微重力的太空环境，给我们提供了绝佳的条件，去研究纯热力学环境下的细胞生物学，即单纯由分子的热力学运动驱动的生命现象。