一、研究背景與立題依據(jù)

【目前，北京基爾比生物公司Kilby Gravity微重力培養(yǎng)系統(tǒng)已被中國科學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院、中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所等多家研究機構(gòu)采用，應(yīng)用于生命醫(yī)學(xué)、人工智能等前沿領(lǐng)域。】

二、研究目的

2.1 利用北京基爾比Kilby Gravity系統(tǒng)模擬微重力環(huán)境，構(gòu)建口腔多菌種生物膜體外培養(yǎng)模型；

2.2 闡明微重力對口腔致病菌（變形鏈球菌、牙齦卟啉單胞菌、具核梭桿菌）致病力及生物膜結(jié)構(gòu)的影響機制；

2.3 評估特定益生菌（羅伊氏乳桿菌、鼠李糖乳桿菌GG）對微重力誘導(dǎo)口腔微生態(tài)失衡的干預(yù)效果；

2.4 為長期航天任務(wù)中口腔感染的預(yù)防性益生菌制劑開發(fā)提供實驗依據(jù)。

三，研究內(nèi)容與技術(shù)路線

（一）微重力口腔多菌種生物膜模型的構(gòu)建

（二）微重力對致病菌致病力的調(diào)控機制研究

轉(zhuǎn)錄組與代謝組分析：提取不同重力條件下菌株總RNA，通過RNA-seq分析毒力因子（如gtfB/C、rgpA/B、FadA等）表達(dá)譜變化；采用LC-MS/MS檢測短鏈脂肪酸、乳酸等代謝產(chǎn)物的分泌差異。

信號通路驗證：聚焦RANKL/OPG、NF-κB等骨代謝相關(guān)通路，通過qPCR和Western blot檢測微重力條件下致病菌對牙周膜干細(xì)胞（PDLSCs）成骨分化的抑制作用。

病毒激活關(guān)聯(lián)研究：結(jié)合報道的皰疹病毒再激活機制，檢測微重力條件下口腔菌群代謝產(chǎn)物（如丁酸）對EB病毒啟動子活性的影響。

（三）益生菌干預(yù)策略的優(yōu)化與驗證

益生菌篩選：選取文獻(xiàn)報道中具有抗菌及免疫調(diào)節(jié)功能的菌株（羅伊氏乳桿菌DSM 17938、鼠李糖乳桿菌GG、動物雙歧桿菌），在Kilby Gravity系統(tǒng)中與致病菌共培養(yǎng)。

干預(yù)效果評估：通過活/死菌染色、生物膜抑制率測定及炎癥因子（IL-6、IL-8、TNF-α）檢測，評價益生菌對微重力誘導(dǎo)生物膜形成的抑制效果。

機制探索：分析益生菌代謝產(chǎn)物（如細(xì)菌素、短鏈脂肪酸）對致病菌群體感應(yīng)系統(tǒng)（AI-2信號通路）的干擾作用。

四、預(yù)期創(chuàng)新點

模型創(chuàng)新：將北京基爾比Kilby Gravity微重力系統(tǒng)應(yīng)用于口腔微生物群落研究，突破傳統(tǒng)HDBR模型無法精準(zhǔn)控制重力水平的局限，實現(xiàn)口腔生物膜在可控微重力環(huán)境下的長期動態(tài)培養(yǎng)。

機制創(chuàng)新：從"菌群-宿主"互作角度，系統(tǒng)揭示微重力通過調(diào)控口腔致病菌毒力因子表達(dá)及代謝產(chǎn)物分泌，進而影響牙周組織穩(wěn)態(tài)的分子機制。

應(yīng)用創(chuàng)新：針對航天特殊環(huán)境，篩選具有抗生物膜形成及抗病毒激活雙重功能的益生菌組合，為開發(fā)航天專用口腔益生菌制劑提供候選菌株。

五、預(yù)期成果

建立基于北京基爾比Kilby Gravity系統(tǒng)的口腔微重力生物膜培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP）；

明確微重力條件下口腔致病菌致病力增強的關(guān)鍵分子靶點2–3個；

篩選出對微重力誘導(dǎo)口腔微生態(tài)失衡具有顯著干預(yù)效果的益生菌組合1–2種；

發(fā)表SCI論文2–3篇，申請發(fā)明1項。

六、研究意義

北京基爾比Kilby Gravity 微重力干細(xì)胞微環(huán)境 通過模擬太空低重力條件，為3D細(xì)胞類器官培養(yǎng)提供了更接近體內(nèi)真實環(huán)境的力學(xué)和生物化學(xué)條件，有助于培養(yǎng)出生長更快、功能更成熟、應(yīng)激更低的類器官模型。

附：

北 京 基 爾 比 生物 科技公司 主營產(chǎn)品：

AnimFree 體外類器官氣溶膠暴露裝置

Kirkstall 3D細(xì)胞類器官串聯(lián)式自動灌流系統(tǒng)，

BiomimX uBeat®多功能動態(tài)器官芯片系統(tǒng)

Kilby Gravity 微重力旋轉(zhuǎn)細(xì)胞類器官培養(yǎng)系統(tǒng)RCCS，

動植物/微生物等地面重力環(huán)境模擬裝置【可以定制】，

Kilby Bio 高通量類器官精密搖擺儀