太空飞行过程中产生的失重状态会严重危及正常的人体生理系统,骨代谢紊乱所造成的骨丢失是航天员在失重下所面临的主要风险之一。骨丢失的主要机制是由于破骨细胞和成骨细胞之间的平衡被打破,即破骨细胞功能增强,成骨细胞功能减弱,骨质分解大于合成,骨量丧失所造成的。随着研究的不断深入,发现内皮细胞（endothelial cells,ECs）对重力高度敏感,并且已经证明血管生长与新骨形成有紧密联系,表明内皮细胞和骨细胞之间存在相互作用。研究表明Sema3A对骨代谢具有调节作用,该作用包括两个方面:一方面Sema3A抑制破骨细胞的分化和功能,可以缓解骨吸收引发的骨量减少;另一方面Sema3A促进成骨细胞分化及功能,弥补了成骨细胞的减少,促进骨的形成。所以Sema3A的缺失可引发骨质丢失。并且我们猜想失重或超重状态下都会引起Sema3A表达的变化,两种条件下的结果应该相反,既失重状态下Sema3A表达降低,导致骨质疏松,超重状态下Sema3A升高,引发骨硬化。本课题旨在微重力和超重力下,检测Sema3A表达的变化,从而有利于探究Sema3A在失重状态下引起的骨量丢失中的作用机制,为防止宇航员在太空活动期间骨质疏松的发生提供有效的对策。本论文在体外实验中,选取小鼠淋巴内皮细胞和小鼠血管内皮细胞作为研究对象,模拟超重状态下建立细胞模型。首先使用流式细胞技术检测超重状态下,对这两种细胞的细胞周期、细胞凋亡的影响;然后使用western blot、实时荧光定量PCR技术,检测对照组和超重组细胞中Sema3A、M-CSF、RANKL在蛋白和基因表达方面的变化。在动物实验中,使用后肢去负荷（HLU）方法模拟微重力下建立小鼠骨质疏松模型,并使用Mico-CT检测小鼠骨质疏松情况;然后检测骨质疏松小鼠外周血中Sema3A、M-CSF、RANKL的含量变化。结果显示,在体外实验中,超重状态下并不影响小鼠淋巴内皮细胞和小鼠血管内皮细胞的细胞凋亡,但会影响细胞周期的生长;并且超重状态下两种细胞中Sema3A含量都会比对照组高（且小鼠血管内皮细胞中Sema3A含量升高趋势更明显）,并引起RANKL含量显著下降。建立的动物模型结果显示大部分失重小鼠都有骨质疏松现象;并且有骨质疏松现象的小鼠中Sema3A含量明显降低,而RANKL、M-CSF含量上升（RANKL上升较为明显）。综上所述在超重状态下Sema3A在细胞中的表达升高,失重状态下Sema3A的表达明显降低,所以失重所导致的骨质疏松和Sema3A的下调有密切关联。