65岁以上成年人占美国医疗支出近40%，其中近80%报告患有多种慢性疾病。然而，针对年龄相关疾病根本原因的研究往往需要数十年时间才能得出结果。
为加速研究衰老的病理过程，西达赛奈医疗中心研究人员正利用太空环境，借助自早期太空飞行以来观察到的宇航员身体快速退化现象。
西达赛奈医疗中心董事会再生医学研究所启动的一项新研究正在培育将送往国际空间站的器官模型。这项由美国国家航空航天局和美国国立卫生研究院支持的研究聚焦于衰老和年龄相关疾病的两个主要驱动因素：
- "炎症衰老"，一种由衰老相关的免疫失调部分引起的慢性全身性低度炎症，与心血管疾病、阿尔茨海默病、癌症、肌肉无力及其他年龄相关疾病有关
- 衰老细胞或"僵尸"细胞，可引起炎症和组织损伤，并在器官间扩散，与多种衰老相关疾病和疾病的发展有关
对于在地球上需要数年时间发展的疾病或衰老过程，我们可以在宇航员身上观察到数天和数周内的类似变化。
西达赛奈医疗中心空间医学研究中心主任阿伦·夏尔马博士表示："炎症衰老和衰老细胞对衰老及年龄相关疾病的贡献正成为生物医学研究的主要领域。通过将这些器官模型送入空间站，我们希望更好地理解这些过程，并最终确定对抗它们的药物疗法。"
加速衰老模型
低地球轨道上的宇航员比在地球上更快地失去骨密度、肌肉质量和认知健康。最近一项研究估计，四名宇航员在国际空间站停留九天期间平均衰老近两年，尽管返回地球后他们大部分健康状况会迅速恢复。
随着越来越多宇航员在太空停留更长时间，医学必须进步以保护人类免受这种快速衰老问题的影响。
再生医学研究所研究人员处于微重力生物医学研究的最前沿——微重力是太空快速衰老的主要驱动因素之一，另一因素是辐射。在六次空间站任务中最近的一次，研究人员与宇航员合作首次在太空中培育了心脏和大脑器官的细胞模型。
目前，该研究所的研究人员正利用另一种称为"器官芯片"的系统在地球上培育心脏、大脑和肠道细胞模型。这些由诱导多能干细胞(iPSCs)构建的微流控芯片系统——长度约等于AA电池——模拟了器官在体内的结构和功能。生长在芯片上的细胞可以接收营养物质和其他培养基，同时排出代谢废物，使研究人员能够测试它们对药物和环境影响的反应。
最终，这些器官芯片将被送往太空，宇航员将在那里测量炎症衰老效应，并与地球上的对照组进行比较。
西达赛奈医疗中心再生医学研究所执行主任兼Kerry and Simone Vickar家庭基金会再生医学杰出讲席教授克莱夫·斯文森博士表示："当系统受到损伤或细胞变得衰老时，单核细胞会响应并产生炎症。因此，我们非常感兴趣地观察太空中的器官芯片与地球上的器官芯片之间免疫反应的差异。"
研究团队还将与西达赛奈医疗中心高级衰老治疗中心主任詹姆斯·柯克兰博士合作，在器官模型上测试针对炎症衰老的衰老细胞裂解剂治疗。
炎症衰老、细胞衰老与衰老细胞裂解剂
短期炎症表明人体免疫系统正在努力对抗感染或修复损伤。然而，炎症衰老——即慢性炎症——通过长期损害细胞和组织而加速衰老。据估计，约35%的美国成年人患有慢性炎症，根据《自然医学》杂志上的一项研究，超过一半的死亡可归因于炎症相关疾病。
衰老细胞是受损但未死亡的细胞。它们停止复制——这对癌细胞来说是有益的——但其中一些细胞可将其衰老状态传播到周围和远处的组织。
柯克兰博士解释道："约30%至70%的衰老细胞会发展出我们称之为组织损伤性衰老相关分泌表型。它们产生进入血液的因子，吸引并激活免疫系统，并可通过血液在局部和全身传播衰老状态。"
随着衰老细胞数量随年龄增长而增加，人体的免疫反应也随之增强，导致更多炎症和组织损伤，并触发更多细胞变得衰老——形成一个自我延续的恶性循环。
衰老细胞裂解剂帮助免疫系统靶向并杀死衰老细胞。
柯克兰表示，模拟银河宇宙辐射会诱导培养中的人类肺成纤维细胞和内皮细胞衰老。不仅宇航员，商业航空公司的飞行员和机组人员也会面临宇宙辐射和紫外线辐射，与普通人群相比，他们基底细胞癌和黑色素瘤的发病率更高。
2015年，柯克兰及其团队报告发现了一类新药物——他们称之为衰老细胞裂解剂——在动物模型中减缓了衰老过程：改善心脏功能、减少虚弱并延长健康寿命。
柯克兰表示："衰老细胞裂解剂帮助免疫系统靶向并杀死衰老细胞。自2015年首次发现以来，我们已经找到了数百种这类衰老细胞裂解剂。"
在临床前研究中，某些衰老细胞裂解剂已被发现可消除由宇宙辐射和紫外线辐射引起的衰老细胞。
柯克兰目前正在与研究人员合作，确定要在空间站的器官芯片上测试的衰老细胞裂解剂药物。
对地球的影响
美国国家航空航天局正在增加其载人太空任务，计划将人类送回月球并前往火星。商业太空旅行也是一个不断增长的行业，计划于2027年发射两个商业空间站。
斯文森表示："随着越来越多宇航员在太空停留更长时间，医学必须进步以保护人类免受这种快速衰老问题的影响。"
然而，再生医学研究所研究人员的主要重点是为地球居民寻找针对年龄相关疾病的治疗方法——而无需等待地球上的自然衰老过程。
夏尔马表示："对于在地球上需要数年时间发展的疾病或衰老过程，我们可以在宇航员身上观察到数天和数周内的类似变化。因此，低地球轨道对我们研究衰老过程来说可能是一个非常有用的模型系统。"
他指出，西达赛奈医疗中心在开展这项工作方面具有独特优势。
"我们已经在空间研究和生物学方面拥有丰富的专业知识，我们在干细胞建模和器官芯片系统方面处于行业领先地位，并且在老年学和细胞衰老研究方面拥有无与伦比的专业知识，"他说。"这项研究整合并利用了我们在所有这些领域的优势。"
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