研究人员发现,太空飞行会加速人类造血干细胞和祖细胞(HSPCs)的衰老过程。这些细胞对血液和免疫系统健康至关重要。
加州大学圣地亚哥分校桑福德干细胞研究所的研究团队在《细胞干细胞》杂志发表的论文中指出,通过四次SpaceX货运补给任务,使用人工智能驱动的纳米生物反应器系统实时追踪干细胞变化,发现太空环境导致细胞再生能力减弱、DNA损伤增加,并出现染色体端粒加速缩短等衰老标志。
该研究首席作者凯瑟琳·贾米森博士表示:"太空环境是人体的终极压力测试。微重力与宇宙辐射会加速血液干细胞的分子衰老,这不仅影响航天员长期任务的安全防护,也为地球衰老建模和癌症研究提供关键线索。"
研究团队与Space Tango合作开发的微型3D生物传感系统显示,暴露在太空环境32-45天的HSPCs会出现过度活跃现象,消耗干细胞储备并丧失休整能力。这些细胞表现出线粒体炎症应激、基因组不稳定性和端粒缩短等特征,与自然衰老过程高度相似。
值得注意的是,当这些受辐射损伤的细胞被置于年轻健康环境中时,部分损伤出现可逆现象,这为开发抗衰老干预措施提供了新方向。研究团队计划通过更多国际空间站任务,结合航天员研究,开发实时监测分子变化的技术,并探索药物或基因干预手段来保护太空环境下的细胞健康。
这项研究建立在NASA双胞胎研究和空间组学医学图谱计划的基础之上,通过聚焦HSPCs提供了比以往更精确的细胞衰老机制解析。研究团队已执行16次国际空间站任务,证实太空实验能反向推动地面生物技术革新。
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