华盛顿消息(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向国际空间站运送的样本进行分析发现,太空旅行会加速维持血液和免疫系统健康的关键造血干细胞的衰老过程。
这项由美国宇航局(NASA)资助的研究,对来自骨髓捐献者的干细胞进行了实时监测。研究人员跟踪了2021年12月、2022年7月、11月及2023年3月执行的四次空间任务中,捐献者在轨30至45天的干细胞变化,并将其与同源地球对照样本进行对比。
研究显示,经历太空飞行的细胞表现出多项衰老特征:形成健康新细胞的能力减弱、DNA损伤易感性增加、染色体端粒出现加速老化迹象。研究人员将这些变化归因于太空环境中的微重力条件和辐射暴露增强。
本次研究的靶细胞——人类造血干细胞和祖细胞,负责生成骨髓中的全部血细胞,包括运输氧气的红细胞、对抗感染的免疫系统白细胞以及止血血小板。这些组织特异性干细胞功能紊乱,可能导致组织修复能力下降、抗肿瘤免疫监视减弱、感染抵抗力降低,并缩短个体寿命。
研究发现,太空环境导致干细胞过度活跃:其储备库被提前消耗,失去休息恢复能力(干细胞长期再生的关键特性)。细胞线粒体内出现炎症和压力标志,基因组中通常沉默的"暗基因组"区域被异常激活。值得注意的是,不同捐献者的干细胞对太空环境的响应存在显著差异。
"干细胞再生能力虽普遍下降,但个体间存在差异,这表明部分捐献者的干细胞激活了抗衰老弹性机制。"研究通讯作者、加州大学圣地亚哥医学院医学教授、该校桑福德干细胞研究所主任Catherine Jamieson解释说。她在《细胞干细胞》期刊发表的论文中指出,后续研究已验证这一发现。
该研究揭示了太空环境对人体的多重挑战:地球生物进化形成的适应性机制,在缺乏大气层辐射防护和磁场屏蔽的宇宙中面临严峻考验。高能辐射可能导致DNA损伤、癌症风险上升、神经退行性病变及心血管系统紊乱;微重力则引发骨密度流失和肌肉萎缩等问题。
Jamieson教授强调,解析造血干细胞的环境响应机制,不仅能指导航天员防护措施的开发(如即将实施的SpaceX空间站任务相关研究),还将为地球上的衰老过程和癌症等疾病研究提供重要模型。
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