模拟微重力效应下骨细胞的力学敏感性是否发生变化是失重性骨丢失机制研究中首要关注的问题。基于此，我们自主研制了模拟微重力效应在线剪切细胞培养系统（已获授权专利，专利号：ZL20110060145.7），利用此装置在30min或6h的模拟微重力效应同时对骨细胞施加流体剪切力，检测了信号分子一氧化氮（NO）和前列腺素E2（PGE2）释放、功能蛋白碱性磷酸酶（ALP）活性、骨钙素（OC）和I型前胶原氨基端前肽 （PINP）的表达。发现模拟微重力效应使受力学刺激的骨细胞NO和PGE2释放量显著增加，ALP活性下降，而OC和PINP含量升高。结果提示，模拟微重力效应使骨细胞对力学刺激在早期过度感应，同时激活了破骨细胞的募集功能，并在骨生成中矿化形成过程的抑制作用增加，其力学敏感性发生了改变。模拟微重力效应后短暂重力恢复期会使骨细胞部分恢复感应力学刺激的能力，但并不能恢复到正常重力时的原有水平。

为深入了解模拟微重力效应下骨细胞力学敏感性的变化机制，我们从细胞微丝骨架的力生物学响应及生物力学变化、力学敏感的信号通路等几个方面开展深入研究，发现1）模拟微重力效应削弱了骨细胞皮层及胞内微丝骨架受力学刺激后的物理位移变形，同时影响了其受力重排的能力；2）抑制了Wnt/β-catenin信号通路的活性，这种抑制作用可能对骨细胞的力学敏感性及其调控骨形成的能力产生了不利影响，进而在细胞层面上影响了骨形成中的骨矿化过程。

这一研究表明，模拟微重力效应改变了骨细胞的力学敏感性，可能影响成骨细胞的骨形成功能，而有助于破骨细胞的骨吸收作用。这为探索失重性骨丢失机制、为航天员寻找有效对抗措施提供了理论依据。

图. 细胞骨架F-actin的变化。A. CON，B. CONS， C. SM，D. SMOS。箭头：旋转组细胞边缘观察到短小突触。