雅各布·普里斯科 报道
北京时间2025年9月5日11:05(协调世界时9月5日3:05),一项新研究发现太空飞行会使特定人类干细胞加速老化,这项发现加深了科学家对太空探索对人体影响的认知。
干细胞广泛存在于人体各部位,具有自我增殖能力或转化为其他特化细胞(如血细胞、脑细胞或骨细胞)的功能,用于维持和修复身体机能。桑福德干细胞研究所主任兼加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学院医学教授凯瑟琳·贾米森指出:"在太空环境中,干细胞功能会下降,其自我更新和再生能力减弱,这对长期太空任务而言至关重要。"
该研究获得NASA部分资助,利用SpaceX在2021年底至2023年初执行的四次国际空间站补给任务开展实验,最新成果已发表于《细胞干细胞》期刊。贾米森强调这是首个实时观察低地轨道环境中干细胞行为的研究,此类研究可直接影响宇航员健康管理,她特别指出:"了解干细胞健康状况,有助于判断谁更适合承受升空、驻留和返程过程中的各种压力。"
微重力下的"不眠"细胞
研究人员开发了手机大小的生物反应器装置,并配备AI监测系统用于太空干细胞研究。
NASA早在2010年就利用"发现号"航天飞机开展了首批干细胞研究,当时进行的"干细胞再生实验"主要观察微重力对小鼠胚胎干细胞分化能力的影响。此次研究采用髋关节置换手术患者捐赠的骨髓干细胞样本,这些与免疫系统和血液健康直接相关的细胞被植入无菌海绵基质,在特制手机大小的生物反应器中接受国际空间站的人工智能实时监测。
贾米森解释说:"我们的干细胞在正常状态下80%时间应处于休眠状态以维持完整功能,但太空环境中的微重力和宇宙辐射打破了这种平衡。"研究显示这些干细胞异常激活后无法恢复休眠状态,最终导致功能性衰竭。部分细胞经历45天太空飞行后,出现能量储备过度消耗、新生细胞生成能力下降,并激活了被称为"重复元件"或"暗基因组"的隐秘DNA序列。
这种压力反应会唤醒古代逆转录病毒序列(占人类DNA的55%),导致干细胞进入衰亡循环。贾米森将其描述为:"细胞承受极端压力后引发的危机反应,加速了老化进程。"这种现象与她在治疗前白血病患者时观察到的细胞应激反应高度相似。
应对策略研究
研究团队正研发防护措施,利用生物反应器建立干细胞健康的"虚拟化身"模型,通过预测个体在太空中的适应能力,开发相应的防护方案。贾米森透露,即将开展针对"暗基因组"活性的药物临床试验。
虽然初步数据显示宇航员返回地球后干细胞老化现象可恢复(约需一年时间),但这项研究对癌症患者同样具有重要价值——太空干细胞表现出的应激损伤与某些癌症患者的细胞变化高度相似。"这为我们加速癌症研究提供了重要工具。"
加州大学圣地亚哥分校干细胞生物学家阿伦·夏尔马指出,该研究明确了深空探索对血液和免疫系统的潜在威胁。密歇根奥克兰大学生物工程专家路易斯·维拉-迪亚斯强调,这种太空环境导致的细胞损伤研究方向将促进医学技术的突破。瑞典乌普萨拉大学免疫学教授埃琳娜·科兹洛娃补充道,虽然其团队早期研究显示特定微重力环境可能促进干细胞年轻化,但这项研究提供了最明确的衰老证据。
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