在微重力環境中，細胞骨架作為細胞的“鋼筋骨架"，會經歷顯著的重組與功能紊亂。這主要是細胞為了適應“卸載"重力的力學環境變化而產生的反應，也是太空醫學和細胞生物學研究的重點。

具體影響主要體現在以下四個方面：

· 結構重組與解聚：微重力會使微管的動態不穩定性增加，趨向于解聚，導致細胞形態改變；肌動蛋白絲（微絲） 會從有序的應力纖維變為彌散狀態，細胞皮層變薄；中間纖維則會發生塌陷，圍繞細胞核的層核纖層結構變得紊亂，影響核形態與基因表達。

· 力學信號傳導中斷：在地面，細胞通過整合素等黏附分子感知重力并產生“肌動球蛋白牽拉力"。在微重力下，這種基礎張力消失，細胞陷入“力學失重"狀態，導致黏著斑激酶（FAK）等信號分子失活，影響細胞增殖、分化與存活相關信號通路。

· 細胞功能連鎖反應：骨架紊亂會直接影響定向遷移（免疫細胞無法歸巢）、胞內運輸（依賴馬達蛋白的運輸效率降低），并干擾細胞分裂（紡錘體定向異常）。同時，細胞核形變常伴隨表觀遺傳修飾改變，影響干細胞的分化潛能。

· 模擬與防護研究：在地面常用旋轉培養器（隨機定位儀） 模擬微重力效應。研究發現，通過細胞骨架硬化劑（如Jasplakinolide）或施加人工重力（離心機），可以在一定程度上拮抗微重力帶來的負面影響。

總的來說，細胞骨架是微重力最敏感的感受器之一。這種重塑對于航天員長期健康（如免疫下降、骨丟失）是挑戰，但另一方面，利用微重力讓細胞“失巢"凋亡或促進干細胞成球，也正在成為太空生物醫學的研究熱點