华盛顿(路透社)——最新研究揭示了太空飞行影响人体健康的又一机制。通过对四次SpaceX货运飞船送往国际空间站的干细胞样本分析发现,太空旅行会加速血液和免疫系统健康关键细胞——造血干细胞的衰老过程。
在NASA资助的这项研究中,科学家对来自四名捐献者的骨髓干细胞进行了实时监测,这些细胞在2021年12月、2022年7月、11月以及2023年3月执行了为期30-45天的太空任务。研究人员将这些样本与同源的地面对照样本进行比对后发现:太空暴露导致干细胞新生健康细胞的能力减弱,DNA损伤易感性升高,并出现染色体端粒加速老化等生物标记。
研究团队将这种变化归因于太空中的微重力环境与增强的辐射暴露。人体干细胞具有分化为多种细胞类型的潜力,本次研究聚焦的造血干细胞(HSCs)主要负责骨髓中红细胞、免疫白细胞和血小板的生成。功能异常会导致组织修复能力下降、抗癌免疫监控削弱、感染抵抗力降低及寿命缩短等后果。
研究揭示,太空环境使干细胞出现过度活化现象:细胞储备被提前消耗,自我更新的休眠能力丧失。同时,线粒体(细胞能量工厂)出现炎症和应激迹象,基因组中通常保持沉默的"暗基因组"区域也被异常激活。值得注意的是,不同供体的干细胞响应存在差异——部分个体的细胞表现出更强的抗衰老适应机制。
加州大学圣地亚哥分校医学院教授兼Sanford干细胞研究所主任Catriona Jamieson指出:"干细胞再生能力的削弱存在个体差异,这种差异表明某些个体可能激活了特定的抗衰老保护因子。"该结论在一项待发表的后续研究中得到验证。
这项发现深化了人类对太空环境生理影响的认知。地球生命历经数百万年进化适应了地表重力、大气成分和低辐射环境,而太空旅行暴露于高能宇宙辐射(可导致DNA损伤、癌症风险增加、神经退行性病变及心血管疾病)和微重力(引发骨质流失、肌肉萎缩)的双重挑战。
Jamieson强调,解析造血干细胞的变化机制不仅有助于开发宇航员长期任务的防护策略,还能为地球上的衰老过程模拟及癌症等疾病研究提供突破方向。目前研究团队正通过最新的SpaceX货运任务继续监测相关生物标记物。
(威拉姆·邓纳姆报道,罗莎尔巴·奥布莱恩编辑)
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