太空环境加速人类干细胞衰老过程
人类细胞离开地球后会发生什么变化?加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)的科学家发现,太空旅行会加速人体造血干细胞(HSPCs)的衰老,这类细胞对维持血液和免疫健康至关重要。
发表在《细胞干细胞》的研究显示,研究团队通过四次SpaceX货运任务将自动化人工智能纳米生物反应器系统送至国际空间站(ISS)。实验结果表明,经历太空飞行的细胞表现出生成健康新细胞能力下降、DNA损伤易感性增加、染色体末端加速老化等显著的细胞衰老特征。
基于NASA双胞胎研究的突破
桑福德干细胞研究所(SSCI)主任Catriona Jamieson教授指出:"太空环境是人体承受的终极压力测试。这些发现具有重要意义,因为微重力和宇宙辐射等太空压力源会加速血液干细胞的分子老化。"
NASA此前的双胞胎研究追踪了Scott Kelly宇航员在国际空间站停留340天的情况,同时其双胞胎兄弟Mark Kelly留在地球作为对照。研究显示基因表达、端粒长度、免疫功能和肠道微生物组都发生改变,其中部分变化在返回地球后持续存在。
人类HSPCs在太空中的衰老特征
研究人员与生物技术公司Space Tango合作开发的纳米生物反应器平台,通过AI成像工具对空间站培养的人类干细胞进行实时监测。当细胞经历32-45天太空飞行后,出现了异常活跃、干细胞储备耗竭、再生修复能力丧失等衰老特征,同时伴随DNA损伤累积、端粒缩短、线粒体应激及基因组沉默区异常激活等现象。
值得注意的是,当将太空暴露的干细胞移植到年轻健康环境中时,部分损伤开始逆转。这项发现表明通过特定干预可能实现细胞年轻化。
空间干细胞研究的未来方向
研究团队计划在国际空间站开展更多任务,并推进航天员相关研究。未来将重点监测干细胞分子变化,测试药物或基因干预措施。Jamieson教授强调:"太空实验的复杂性促使地面科学研究更上层楼,我们在空间站取得的癌症研究成果已产生重大突破。"
研究团队在《细胞干细胞》期刊发表了详细成果(DOI:10.1016/j.stem.2025.07.013),该文系加州大学圣地亚哥分校发布的新闻稿改写版。
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