在地球上，重力一直不在影響著細胞。它牽引著細胞骨架，影響著內部物質的沉降和分布，甚至引導著細胞的生長和移動方向。一旦進入微重力環境，這個持續了億萬年的“背景音"突然消失了，細胞內部會立刻啟動一場深刻的適應性調整：

1. 失去方向感，形態改變

· 現象：就像人在太空會飄起來一樣，細胞也會“找不著北"。它們會從原本有極性的、方向明確的形態，變得更為“圓潤"或呈現出不規則的球狀。

· 原因：維持細胞形態的“骨架"——細胞骨架（包括微絲、微管）感受到了重力的消失，開始重新排列。這個骨架不僅是支撐，更是細胞內物質運輸的“高速公路"，它的改變會引發連鎖反應。

2. “骨架"重塑，信號通路混亂

· 現象：細胞骨架的重排，直接擾亂了與之緊密相連的整合素和細胞膜上的信號受體。

· 原因：這些受體就像是細胞的“天線"，負責接收外界的化學和物理信號。重力作為一種物理信號，其消失會導致“天線"接收到的信息出錯。下游一系列復雜的信號通路（如Rho GTPase通路）會被打亂，進而影響細胞的基因表達。

3. 基因“說"出了不一樣的話

· 現象：上述變化的最終結果，體現在基因轉錄水平上。大量研究表明，在微重力下，有成百上千個基因的表達發生了變化。

· 具體表現：

  · 與骨架、運動相關的基因表達下調（細胞覺得不需要那么努力維持形態和對抗重力了）。

  · 與氧化應激相關的基因表達上調（細胞內部產生更多自由基，處于一種輕微的“壓力"狀態）。

  · 與免疫功能相關的基因（在免疫細胞中）常常表達下調，導致細胞免疫力下降。

  · 與分化相關的基因表達模式改變，影響干細胞的分化方向。

4. 功能上的“巨變"

· 細胞增殖變慢：很多類型的細胞（如免疫細胞、某些干細胞）在微重力下分裂速度會減慢。

· 分化行為異常：干細胞可能更傾向于分化為某一種特定細胞（如成骨細胞分化受阻，而成脂細胞分化增強），這解釋了為什么宇航員容易骨質疏松。

· 細胞間交流受阻：細胞在三維聚集培養時，形成的組織結構與地面不同，細胞間的連接和通訊受到影響。

· 衰老加速？：一些細胞表現出與衰老相關的特征，如端粒長度變化、DNA損傷修復能力下降等。