近年来，随着太空探索活动的增加，研究人员对太空旅行对人体健康和疾病进展的影响愈发感兴趣。尽管已知微重力会加速骨骼肌退化，但微重力对肌肉细胞功能的具体影响仍不明确。
太空飞行因缺乏重力且肌肉受到的机械应力有限，会在短时间内导致肌肉无力，从而提供了一种观察与年龄相关的肌肉萎缩的时间轴视图。为了了解微重力下肌肉的变化，佛罗里达大学（University of Florida）的研究人员利用捐赠者的活检样本构建了骨骼肌微型组织，并将其通过SpaceX CRS-25任务送至国际空间站（International Space Station, ISS）进行实验。
该研究成果发表在《干细胞报告》（Stem Cell Reports）期刊上，题为“微重力加速骨骼肌退化：来自国际空间站肌肉芯片实验室模型的功能与转录组学见解”（Microgravity Accelerates Skeletal Muscle Degeneration: Functional and Transcriptomic Insights from an ISS Muscle Lab-on-Chip Model）。研究表明，肌肉退化可以在相对较短的太空时间内建模，这为后续研究诸如老年性肌肉减少症（sarcopenia）等疾病的成因和潜在治疗方法铺平了道路。
研究团队在国际空间站上使用了一种芯片实验室模型，检测了来源于年轻和年长捐赠者的3D生物工程肌束在微重力环境下的表现。这些微型组织被培养在一个自动化迷你实验室中，能够通过电刺激模拟运动。具体而言，间歇性施加的电刺激“揭示了微重力下收缩幅度减弱以及慢肌纤维主要亚型——肌球蛋白重链7的蛋白质水平下降”，作者写道。
佛罗里达大学药学院（University of Florida College of Pharmacy）副教授Siobhan Malany博士表示：“通过电脉冲触发太空中实时的肌肉收缩，我们可以模拟运动并观察其如何帮助防止微重力下的快速肌肉弱化。这项技术进步不仅提供了关于如何在长时间太空任务中保持肌肉健康的见解，还可能帮助我们对抗地球上与年龄相关的肌肉流失。”
研究团队还利用转录组学分析揭示了地面和太空飞行样本中的活跃肌生成过程。结果显示，年轻的、接受电刺激的肌束在微重力环境下表现出增强的线粒体相关基因表达，而年长（未接受电刺激）的肌束则反应较弱。
随后，团队通过比较年轻和年长来源的肌束，鉴定出86个在微重力环境中发生改变的肌肉特异性年龄相关基因。这些基因与炎症、线粒体功能障碍和细胞应激有关。
这些发现不仅揭示了微重力下独特的年龄相关分子反应，还强调了电刺激作为一种潜在的对抗措施的重要性。此外，这些结果推进了对微重力下肌肉老化和退化的理解，为未来的治疗策略提供了指导。
(全文结束)
