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宇航员坏消息?研究显示人类干细胞在太空中老化速度加快

Bad news for astronauts: Human stem cells age more rapidly in space, study suggests | Space

美国英语太空科技与健康
新闻源:unknown
2025-09-18 19:42:13阅读时长3分钟1398字
太空飞行人类干细胞造血干细胞和祖细胞加速老化健康DNA损伤端粒变化可逆损伤宇航员健康太空任务风险

内容摘要

一项发表在《细胞·干细胞》期刊上的研究表明,国际空间站微重力环境导致造血干细胞和祖细胞加速老化,表现为制造健康新细胞能力下降、DNA损伤增加及染色体末端老化迹象。研究证实辐射与微重力是主要压力源,这些变化虽可能部分可逆——当细胞返回地球健康环境后能逐步恢复,但对长期太空任务构成严峻挑战。该发现不仅关乎宇航员健康防护,更为地球衰老机制和癌症研究提供关键模型,凸显太空医学与人类健康研究的深度关联,对深空探索具有重大指导意义。

太空飞行可能导致某些类型的人类干细胞加速老化,一项新研究指出——但至少部分损伤可能是可逆的。

同行评审期刊《细胞·干细胞》发表的最新研究报告称,在国际空间站(ISS)停留期间,一组对血液和免疫系统健康至关重要的细胞——造血干细胞和祖细胞(HSPCs)——出现了类老化变化。

加州大学圣地亚哥分校在研究声明中表示:"研究显示,这些细胞在太空飞行后失去部分生成健康新细胞的能力,更易发生DNA损伤,并在染色体末端表现出加速老化迹象,这些都是加速老化的标志。"(该论文第一作者为加州大学圣地亚哥分校的杰西卡·范(Jessica Pham))。

据声明披露,辐射和微重力很可能是HSPCs面临的主要压力源。这些细胞由四组样本组成,通过SpaceX商业补给任务搭乘该公司龙飞船送往轨道空间站。

加州大学圣地亚哥分校桑福德干细胞研究所所长、医学教授凯瑟琳·杰米森(Catriona Jamieson)在声明中补充道:"理解这些变化不仅有助于我们在长期任务中保护宇航员,还能帮助我们在地球上模拟人类衰老和癌症等疾病。"

此项研究是NASA退役宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)和马克·凯利(Mark Kelly)双胞胎研究的后续项目之一。2015至2016年间,斯科特在国际空间站执行了近一年任务,而马克同期留在地面。NASA将这项研究统称为"双胞胎研究",旨在"通过研究同卵双胞胎,帮助科学家更深入了解太空飞行对人体的影响"。

NASA双胞胎研究官网强调,人体对太空飞行条件表现出"弹性与强韧性"。例如,斯科特任务结束后的半年内,91.3%的基因表达水平已恢复正常。

然而研究也观察到一些新发现,例如斯科特的端粒变化。NASA指出,端粒(DNA链末端结构)如同保护跳绳的塑料手柄,能保护染色体完整性。NASA官员解释:"没有端粒,DNA会' fray'(磨损)受损,细胞功能将失常。NASA双胞胎研究最显著的发现之一,是斯科特在飞行期间端粒长度动态发生变化,这些变化有助于评估总体健康状况及潜在长期风险。"

NASA声明,斯科特飞行期间延长的端粒,大部分在返回地球48小时内恢复了正常。但加州大学圣地亚哥分校最新声明强调,研究端粒和基因表达变化"对更长期太空任务具有参考价值"。

这项9月4日发表的研究中(期刊号:S0092-8674(25)00400-270-X),研究人员创建了国际空间站实验平台,使人类干细胞能在太空"培养并接受AI驱动的成像工具监测"。研究涵盖在太空停留32至45天的HSPCs样本(作为对比,典型国际空间站任务为六个月,约180天)。

加州大学圣地亚哥分校研究人员观察到部分变化迹象,以及至少某些损伤可能可逆的证据。声明指出:"部分细胞在太空停留数周后,置于地球'年轻、健康环境'中开始恢复。"

尽管声明未明确该环境具体构成,但研究指出细胞被分别植入以下环境:源自同一供体的骨髓层,或一名30岁男性捐赠者的促进结缔组织细胞系。

关于观察到的HSPC变化,研究团队发现细胞活动增强、修复再生能力减弱,以及线粒体(能量生产核心)内压力与炎症增加,导致通常不活跃的基因组区域被激活。暴露于太空环境的细胞制造新健康细胞的能力也下降。同时,"分子磨损迹象,如DNA损伤和缩短的染色体末端……变得更加明显",最新声明指出。

目前该校已完成17次国际空间站任务,未来或将开展更多聚焦HSPCs的发射任务。加州大学圣地亚哥分校计划进行国际空间站任务和宇航员研究,包括"分子变化的实时监测"以及防护措施开发。

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