微重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)通過以下方式優(yōu)化干細(xì)胞的自我更新能力：

- 模擬體內(nèi)三維微環(huán)境：該系統(tǒng)通過水凝膠、支架或自組裝形成立體結(jié)構(gòu)，能更好地模擬體內(nèi)細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的空間支撐，增強(qiáng)干細(xì)胞與ECM的相互作用。同時，三維環(huán)境有利于細(xì)胞極性的建立，這對干細(xì)胞命運決定，如對稱/不對稱分裂至關(guān)重要，有助于維持干細(xì)胞的干性。

- 減少機(jī)械應(yīng)力：在微重力環(huán)境中，細(xì)胞懸浮生長，減少了貼壁依賴的接觸抑制，能促進(jìn)干細(xì)胞的持續(xù)增殖。并且，微重力可調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架，如引起微管重組，這可能激活特定信號通路，如YAP/TAZ通路，影響干細(xì)胞的自我更新與分化平衡。

- 維持干細(xì)胞干性：三維微重力環(huán)境可模擬體內(nèi)的干細(xì)胞巢，通過力學(xué)信號如低剪切力和生化信號如細(xì)胞間旁分泌的協(xié)同作用，維持干細(xì)胞的未分化狀態(tài)。有研究表明，間充質(zhì)干細(xì)胞在旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)中可長期保持多能性標(biāo)志物的高表達(dá)。

- 調(diào)控基因表達(dá)：研究發(fā)現(xiàn)，模擬微重力環(huán)境可使干細(xì)胞中多能性轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)翻譯顯著上調(diào)，端粒延長基因的表達(dá)也明顯增加。同時，分化和發(fā)育通路的