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太空探索激活暗基因组导致人类加速衰老 研究揭示

Stem Cells on International Space Station Aged Faster

美国英语科技
新闻源:Sci Fi Wire
2025-09-18 19:40:27阅读时长3分钟1188字
太空探索人类衰老暗基因组造血干细胞健康太空环境辐射微重力加速衰老干细胞功能衰退

内容摘要

美国国家航空航天局支持的集成空间干细胞轨道研究项目最新发现,太空环境中的微重力与辐射会激活人体内占基因组约50%的"暗基因组"区域,导致造血干细胞加速衰老,具体表现为端粒维护能力下降、细胞自我更新减弱及分化潜能受损;尽管返回地球后部分衰老迹象可逆,但永久太空居住可能面临不可逆健康风险,该研究发表于2025年9月《细胞干细胞》期刊,为深空探索中的人类健康防护提供了关键科学依据,凸显了太空环境对免疫系统和细胞稳态的长期负面影响。

人类从未满足于地平线这一侧的世界。我们的祖先翻越群山、横渡海洋,直到人类足迹遍布全球每个角落。我们发明了探索深海的装置、高速地面交通工具和飞行器,不断拓展认知边界。

约半个世纪前,首批人类突破地球大气层,首次窥见太空边缘。

自此,我们向太阳系各行星及更远宇宙发射探测器,六次登陆月球,建造可重复使用航天飞机,利用移动实验室探索火星,并凭借国际空间站宇航员的持续驻留,实现近25年人类在太空的不间断存在。

早在加加林、阿姆斯特朗等先驱之前,人类就梦想探索宇宙,但宇宙似乎对人类并不友好。最新研究发现,太空环境(微重力与辐射增强)会激活人体"暗基因组"区域,加速衰老进程。这项由美国国家航空航天局支持的集成空间干细胞轨道研究项目(ISSCOR)开展的研究于2025年9月发表在《细胞干细胞》期刊。

太空扰乱干细胞并加速衰老

问题核心在于造血干细胞与祖细胞。它们通常是人体内的"细胞英雄",在疾病或受伤时挺身而出,但太空环境使情况变得复杂。研究显示,航天飞行后造血干细胞功能衰退,并呈现多重加速衰老迹象。

干细胞遍布全身,凭借分化能力可执行多种功能。可将干细胞比作待绘制的空白画布,一旦确定所需"画作"类型,便立即着色开工。造血干细胞尤其能转化为任意血细胞类型,这在失血或需要免疫反应时至关重要。

造血干细胞的健康状况基于三个标准:休眠维持、自我更新能力及多系分化潜能。简言之,健康的造血干细胞大部分时间处于休眠状态,能够自我修复,并具备转化为多种细胞的潜力。

造血干细胞长期处于"睡眠"状态等待召唤。感染或损伤会激活促炎细胞因子,发出造血干细胞警报。然而,环境压力源长期作用会削弱其自我修复与分化能力,这一过程正是我们所知的衰老。

当特定细胞因子表达上调(被激活)时,会过度激活灵长类特有的基因组区域,即所谓"暗基因组"。研究作者指出:"暗基因组由重复序列组成,约占人类基因组50%。长散布核元件(LINEs)、Alu序列及人类内源性逆转录病毒(HERVs)等重复元件的激活,已被证实与炎症细胞因子信号传导、加速衰老及前白血病干细胞(pre-LSC)生成相关。"

这一发现并非全新。美国国家航空航天局双胞胎研究曾将一名宇航员(斯科特·凯利)送入轨道340天,其双胞胎兄弟马克·凯利留在地球作为对照。此类轨道研究显示,近地轨道停留会改变人体代谢过程并导致免疫系统失调。虽然太空站不会凭空产生新病毒,但宇航员可能经历既有病毒的重新激活。太空停留还会改变染色体端粒(染色体保护性末端)长度,引发染色体不稳定性,并上调炎症细胞因子。

集成空间干细胞轨道研究团队开发了特殊骨髓微环境纳米生物反应器,并利用软件实时监测干细胞健康状况。随后将这些反应器送入国际空间站,与地面对照细胞进行对比。如同凯利及其他人类受试者,纳米反应器中的细胞在飞行后显示出端粒维护减少、细胞更新能力下降等加速衰老迹象。

旅行者返回地球后,部分效应可部分逆转,但我们对永久太空居住的梦想可能无法如愿实现。事实证明,太空环境确实在不断消耗人类生命力。

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