微重力模拟旋转壁式容器（Rotating Wall Vessel，RWV）在类器官培养中具有显著优势，通过模拟微重力环境，为类器官的生长和分化提供了独特的条件。以下是对其原理、应用、优势及局限性的详细分析：

一、原理

RWV最初由NASA开发，其工作原理基于clinostat，通过旋转圆形或圆柱形容器创建低剪切混合和模拟微重力环境。容器沿水平轴缓慢旋转（通常0.5~30 rpm），结合垂直轴微调，使液体在容器内进行“固体体”旋转，产生温和的低剪切混合和连续翻滚运动。这种环境能够消除重力驱动的沉降和细胞-基质接触抑制，使细胞在低剪切力环境中自然聚集，形成三维球状结构（Spheroids），更贴近体内组织生理状态。

二、应用

1.促进类器官分化：RWV可将类器官分化为特定组织类型。例如，Wilkinson等使用4 mL HARV型RWV生成肺组织类器官，适用于高通量筛选；DiStefano等将部分新生类器官转移到RWV中培养，与静态培养相比，RWV中的视网膜类器官生长更快、成熟更早，RNA-seq转录组分析表明，RWV中类器官的基因表达模式与体内视网膜更早时间点的模式匹配。

2.扩增多能干细胞：RWV可在悬浮培养中扩增大量干细胞并维持其多能性，无需昂贵的基质蛋白。例如，Rogers等使用廉价的明胶基微载体在55 mL商业RWV系统中培养人类间充质干细胞，细胞在8天内扩增了16倍，并保持了分化能力和免疫调节潜力。

3.形成球体：通过在RWV中高密度培养细胞使其自聚集形成球体。Botta等的研究中对球体形成进行了实时成像，显示聚集物体的大小随时间增加。

4.增强细胞培养：在低剪切环境中显著增强混合，可提高细胞性能，如在人类细胞系中重组蛋白产量增加。

三、优势

1.模拟生理条件：RWV能够模拟微重力环境，为类器官的生长和分化提供更接近体内的条件。

2.提高培养质量：在低剪切力环境下，细胞能够自然聚集形成三维结构，有助于类器官的均匀发育和定向分化。

3.促进细胞-细胞、细胞-基质相互作用：RWV培养环境有助于构建更复杂的组织结构，如类器官或肿瘤球体。

四、局限性

1.操作要求高：使用RWV需要较高的操作技能，细胞接种和换液过程中要特别注意避免引入气泡，因为气泡会产生局部高剪切力，影响类器官的生长。

2.旋转速度难以确定：确定合适的旋转速度颇具挑战，对于大小和密度不同的类器官，很难找到一个统一的最佳转速。

3.模拟微重力环境的局限性：模拟微重力环境可能对某些细胞和组织类型产生不利影响，并非所有类器官都适合在RWV中培养。