重力在我们生活中无时无刻存在,并起着至关重要的作用,你们有想过在缺少重力的微重力条件下我们机体的细胞会发生什么变化,他们的生长和分化的行为特征是如何呢?
微重力环境是指在太空中或模拟太空条件下,由于引力作用极小导致物体处于接近于无重状态的环境。
微重力环境下细胞生理和行为发生改变,对于细胞3D培养研究提供了独特的实验条件。
基于此,机构开展了“太空环境干细胞分化研究”项目。
学习前沿理论知识
在理论学习阶段,学员们围绕“微重力科学 × 干细胞三维培养”进行了学科导读与课题思考回顾,用更易理解的方式提前补齐了微重力科学、生物学与干细胞相关的基础知识,为后续实践打好底子。
课程首先从“细胞是什么”讲起,帮助学员认识不同类型的细胞,并了解干细胞的两大类:多能干细胞和成体干细胞。
随后重点介绍了多能干细胞(包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞)的基本概念与意义,让学员理解它们为什么在医学研究中很重要。
接着,课程引入“微重力”的原理,说明在接近失重的环境中,细胞可能会呈现出不同的生长状态;同时讲解“3D培养”这一新方法——让细胞在更接近人体真实环境的三维空间中生长。
为便于理解,老师还介绍了实验中常用的培养基质材料,比如来源于天然材料的基质和人工合成材料,并结合实例说明这些材料在医药与生物产业中的应用。
在微重力模拟部分,课程用直观的方式讲解“三维旋转模拟微重力”的基本原理,帮助学员理解为什么设备旋转后可以让重力影响“被平均掉”,从而更接近微重力环境。
最后,课程还带学员了解国内外常见的地基模拟微重力设备与研究平台,让大家对这一前沿研究领域的实验条件与应用场景形成清晰认识。
通过这一阶段的学习,学员们不仅开阔了科学视野,也建立了对“干细胞—3D培养—模拟微重力”这一前沿方向的整体理解,为后续实验体验和课题探索做好了准备。
开展实践操作
在本次项目实践中,学员们在导师与助教团队的带领下,围绕“干细胞培养与三维培养体验”开展了直观、循序渐进的实验观察与操作训练,把课堂里学到的概念真正“看得见、做得到”。
首先,学员们在显微镜下观察细胞形态,通过真实画面认识细胞的基本状态与变化特征,建立对“细胞在培养中是什么样”的直观印象。
随后,大家体验并观摩了干细胞的冷冻保存与复苏过程,了解细胞如何在低温条件下被安全保存、又如何在规范操作下恢复活性,为理解细胞培养的标准流程打下基础。
在培养操作环节,学员们使用已有的生物基质材料对培养皿/培养板进行包被,学习为什么要“铺一层基质”来帮助细胞更好地贴附和生长。
为了让“观察结果”变得更清晰、更可记录,课程还带领学员学习了细胞固定的基本步骤与原理,理解固定在实验中起到“定格保存”的作用。
同时学习使用荧光探针对活细胞进行标记的步骤与原理,了解如何让细胞在显微镜下呈现更直观的信号,便于观察与分析。
最后,学员们围绕观察到的现象进行讨论与交流,进一步理解 3D 培养的优势与价值,并在“看到—思考—解释”的过程中提升了科学观察与表达能力。
全面提升科研技能
在项目的最后阶段,学员们进行了成果汇报与总结答辩。
每位学员结合这几天的学习与实验观察,制作了简洁清晰的汇报内容,从“学到了什么、看到了什么、理解了什么”三个角度,分享了在显微镜下观察到的细胞形态变化、干细胞冷冻复苏的关键步骤、基质包被与 3D 培养的基本思路,以及模拟微重力条件下 3D 培养的观察体会。
答辩过程中,导师与助教通过提问与交流,引导学员把现象说清楚、把原因讲明白,并就汇报结构、图片展示和科学表达给出改进建议。
通过这次答辩,学员们不仅巩固了所学知识,也提升了整理信息、表达观点与团队交流的能力,为后续更深入的科学探索建立了信心与兴趣。
学员反馈
刘同学
此次研学活动让我第一次真正“触摸”到科研生活的真实模样。我不再只停留在书本与想象中去描绘科学家在实验室里潜心研究的场景,而是亲自穿上实验服、走进实验台,在动手实践中体会到科学的魅力与严谨。
在学习过程中,我不仅了解了鸡胚与哺乳动物胚胎的异同,也认识到鸡胚与人类胚胎在发育过程中的相似性,使其能够作为研究人类相关疾病的重要模型。同时,我也更加清楚地理解了干细胞对医学进步的意义——无论是在再生医学还是人造器官等方向,都具有广阔的应用前景。
总体而言,对微重力与干细胞的深入探索,既是对生命本质的追问,也是面向未来健康与科技发展的重要尝试,为我们理解自然、应对变化提供了新的视角。
更重要的是,这次研学不仅带来知识上的启发,也让我切实感受到科学精神的力量:制作无壳培养鸡胚的人工容器时,面对失败能够及时复盘、重新调整、继续尝试;进行细胞解冻复苏时,则需要小心谨慎、严格规范、分毫不差。正是在这些细节中,我明白了科研工作的底色——一丝不苟、精益求精、脚踏实地。
这份宝贵的体验与精神财富让我受益匪浅,也进一步坚定了我持续探索科学的热情与信心。
项目收获
学员均获得高含金量的中、英文结项证书,由中科创客、机构联合颁发中、英文结项证书。独特的研究经历/项目经历,丰富简历,提升竞争力,助力申请、面试。
导师推荐信
按照要求完成项目且表现优秀的学员将能够获得导师的个性化推荐信,可配合网申。
此外,教授可指导留学、读研等选校、选专业建议,助力DIY留学等,节省大笔中介费用。

