物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。微重力环境下物体的重力加速度一般不超过10-4ɡ。为了使宇航员在太空环境下得以正常生活工作,必须使其适应并克服微重力环境造成的一系列不利影响,因而帮助宇航员克服因长时间处于太空环境所产生的一系列健康问题便成为了当务之急。为了探究微重力环境对生物体造血系统的影响,实验部分以斑马鱼作为模式动物,通过模拟微重力效应对其胚胎进行诱导处理,开展染色实验研究微重力环境对造血系统发育及造血位点迁移的影响;生物信息学分析部分以人外周血淋巴细胞作为实验材料,模拟微重力效应作为诱导条件,开展基因表达谱芯片实验以及差异表达基因筛选等后续研究内容。本课题的开展从个体水平与分子水平两方面探究微重力环境对造血系统的影响,并为进一步的后续研究提供可能的研究方向。胚胎染色实验结果表明,模拟微重力效应能够诱导斑马鱼胚胎中性粒细胞的分化与迁移过程发生变化,在定向造血早期诱导更多中性粒细胞产生,并使中性粒细胞向胸腺的迁移过程减缓。模拟微重力效应还能诱导斑马鱼胚胎血细胞的分化与造血部位迁移过程发生变化,使得定向造血阶段出现再生障碍性贫血症状。基因表达谱芯片分析结果表明,人外周血淋巴细胞在模拟微重力效应诱导下基因表达差异,共筛选出116个下调差异表达基因DEGs和92个上调DEGs。GO功能富集分析结果显示,发生明显富集的细胞组分主要存在于细胞内的细胞膜、细胞核、细胞质基质以及多种细胞器中;发生明显富集的生物过程主要包括细胞内生物反应、细胞内环境稳态以及增殖分化过程等;发生明显富集的分子功能集中于胞内分子结合功能与胞内蛋白活性调控两个部分。KEGG信号通路富集分析结果表明,出现富集的信号通路主要与细胞代谢活动、生长发育过程及内环境稳态的维持有关。通过构建PPI网络以及对基因模块的识别与分析,完成了CDKN3、NDC80、CDK1、NCAPG、BUB1、MAD2L1、CCNA2、DLGAP5八个在PPI网络中起到重要作用的关键基因的筛选。结构与功能分析结果表明这些蛋白普遍参与了有丝分裂细胞周期活动。