太空飞行会导致某些人类干细胞加速衰老，一项新研究发现了这一现象，进一步加深了科学家对太空探索对人类身体潜在影响的理解。
干细胞存在于人体各处，具有自我复制或转化为其他特化细胞（如血细胞、脑细胞或骨细胞）以进行维护和修复的功能。
“在太空中，干细胞的功能会衰退，”该研究主要作者、加州大学圣地亚哥分校医学院桑福德干细胞研究所所长兼医学教授卡特里娜·贾米森（Catriona Jamieson）表示，“它们实际上降低了自我更新或再生的能力，这对于长期太空任务来说是一个重要的发现。”
这项研究部分由NASA资助，实验在SpaceX于2021年底至2023年初执行的四次国际空间站补给任务期间完成。研究结果于周四发表在《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）期刊上。
贾米森补充道：“这是首个研究干细胞在近地轨道真实空间环境中行为表现的实验。这种研究可以直接影响前往太空的宇航员健康管理。”
轨道上的不眠之夜
研究人员开发了一种手机大小的生物反应器设备来研究太空中的干细胞，并配备了人工智能监测工具。
NASA曾在2010年利用“发现号”航天飞机进行了首次关于太空飞行对干细胞影响的实验。该名为干细胞再生实验的研究，探索了微重力对小鼠胚胎干细胞转化为其他细胞类型能力的影响。
在新研究中，研究人员使用了髋关节置换手术患者捐赠的骨髓干细胞。这些与免疫系统和血液健康直接相关的干细胞被放置在无菌海绵基质上，置于特制的手机大小的生物反应器中。在国际空间站内，这些细胞通过人工智能系统进行实时监测，可即时检测其状态。
贾米森表示：“我们的干细胞在80%的时间内应该处于休眠（非活跃）状态，以保持完整功能。”然而，在太空中，微重力和宇宙辐射影响了它们的健康状态。
她补充道：“这些干细胞苏醒后无法重新进入休眠状态，导致功能耗竭。如果我们的干细胞在微重力等压力条件下耗尽，就无法正常产生免疫系统。”
研究中部分细胞经历了长达45天的太空飞行，由于比正常情况更加活跃，它们耗尽了能量储备并出现加速衰老的迹象。它们生成新细胞的能力也减弱了。根据贾米森的说法，这些细胞开始激活通常隐藏的DNA片段，称为重复元件或“暗基因组”。
她解释说：“在极端压力条件下，我们会激活这些重复元件。这些是数千年前侵入我们基因组的逆转录病毒，占据了我们DNA的55%。它们会将干细胞推向死亡的恶性循环中。细胞会感到过度压力，遭遇危机并加速衰老。”
这种干细胞压力现象与贾米森作为血液科医生观察到的前白血病患者细胞变化相似。她尝试在这些细胞发展为血液癌症前阻止其恶化。
潜在应用
贾米森作为太空干细胞研究的老将，目前已参与了九次相关任务。她计划开展进一步研究，探索对抗衰老过程的实用对策。
她表示：“我们可以利用这些生物反应器或干细胞健康的‘虚拟替身’预测谁更适合太空飞行，开发相应的防护措施。”她提到一些即将进行的临床试验，旨在测试可能对抗“暗基因组”活动的药物。
好消息是，宇航员返回地球后，干细胞的加速衰老现象可逐渐恢复，但恢复过程约需一年时间。这一发现对癌症患者也有积极意义，因为他们的干细胞同样表现出类似的压力损伤。贾米森称：“我认为这是加速癌症研究的重要工具。”
专家观点
加州Cedars-Sinai医学中心生物医学科学副教授阿伦·夏尔马（Arun Sharma）认为，这些发现意味着长期太空任务可能削弱血液和免疫系统，增加健康风险。他认同该研究对理解衰老过程和开发新疗法的重要性。
密歇根Oakland大学生物科学与生物工程系助理教授路易斯·比拉-迪亚斯（Luis Villa-Diaz）指出，该研究强有力地证明了辐射和微重力对干细胞的潜在损害，明确了深空探索的健康风险。
瑞典乌普萨拉大学免疫学、遗传学与病理学教授埃琳娜·科兹洛娃（Elena Kozlova）认为，尽管早期研究显示太空环境对干细胞影响的结论不一，但本研究提供了更清晰的衰老证据。她补充道，某些情况下太空环境甚至可能促进部分干细胞更年轻的状态。
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