太空旅行对人体具有剧烈冲击。已有研究表明,航天飞行会导致宇航员骨骼密度流失、脑神经及视神经肿胀、基因表达改变等现象。2019年发表于《科学》杂志的NASA双胞胎研究显示,宇航员Scott Kelly在太空停留340天后,其DNA损伤、认知功能下降和端粒缩短等衰老迹象在返回地球6个月后仍未完全恢复。
最新研究由加州大学圣地亚哥分校桑福德干细胞研究所主任Catriona Jamieson教授团队完成,发表于《细胞干细胞》期刊。研究通过"纳米生物反应器"搭载干细胞样本进入国际空间站,在微重力环境下观察到干细胞衰老速度加快十倍,表现为七项关键衰老标志物异常:包括端粒保护作用减弱、基因组不稳定性增加(DNA复制错误率上升)以及慢性炎症信号增强等。
实验采用髋关节置换手术患者的骨髓干细胞样本,分别在太空微重力环境(32-45天)和地面对照组进行平行培养。研究使用的"立方实验室"装置每日记录细胞形态变化,返地后通过基因组测序确认太空组样本出现显著衰老特征。康奈尔大学遗传学家Christopher Mason评价该研究是目前对太空诱发突变特征最深入的分析,其发现拓展了既往双胞胎研究的结论。
该研究对长期深空任务的医学防护具有重要意义,同时为地球衰老相关疾病(如癌症、神经退行性疾病)的预防治疗提供新思路。Jamieson教授指出,未来将针对应激和炎症条件下的干细胞衰老机制开发干预疗法,这对应对全球人口老龄化挑战具有现实意义。
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