Science聚焦：干细胞在太空，作甚？

导读  伴随着航天航空科技的发展，载人飞船让我们有机会进一步认知太空。但是离开地球进行太空任务，宇航员们处于失重状态，会产生一系列身体变化，例如头晕、心律异常、心脏萎缩等等。除了这些，微重力环境会对干细胞产生哪些影响呢？



伴随着航天航空科技的发展，载人飞船让我们有机会进一步认知太空。但是离开地球进行太空任务，宇航员们处于失重状态，会产生一系列身体变化，例如头晕、心律异常、心脏萎缩等等。除了这些，微重力环境会对干细胞产生哪些影响呢？

当地时间12月8日，斯坦福大学细胞生物学家Arun Sharma在世界干细胞峰会（WSCS）上汇报了相关研究成果。他们希望将干细胞送至细胞送至外太空，放置于国际空间站（ISS），从而使其处于近乎失重的状态，进行相关研究。

微重力对心脏细胞的影响？

Sharma团队从3名成年人身上提取了皮肤和血液细胞，通过重编程技术获得诱导性多能干细胞（iPSCs），它可以分化成多种不同类型的细胞，包括心脏细胞。

今年7月，研究团队将这些重编程分化而来的心肌细胞分成两份：一份跟随“SpaceX CRS-9”项目“飞离”地球，在国际空间站放置1个月；另一份留在地球，作为对照组。

现在，细胞已经“返回”地球，研究团队开始分析“旅行”中和“旅行”后细胞的各项参数，包括基因表达差异、细胞结构、细胞收缩等等。Sharma表示，初步观察结果显示，在太空环境中，心肌细胞会呈现出轻微不规则收缩，一旦返回地球又恢复正常。研究人员认为，微重力环境可以让细胞以一种快进的节奏进入自然衰老的过程。

微重力对干细胞的影响？

长期在太空飞行会对宇航员身体造成极大的考验，易造成骨质疏松、肌肉萎缩等严重后果。但是，对于特定干细胞，微重力环境却会产生不同的影响、

美国洛马林达大学的移植免疫学家Mary Kearns-Jonker曾以回转器设备模拟微重力环境，试验其对心脏祖细胞的影响。Kearns-Jonker团队发现，微重力环境更有利于促进新生儿心脏祖细胞增殖，且有着去分化的迹象，使其重回一个相对更原始、未分化的状态。

他们发现，当组织损伤，微重力能够激活干细胞特定的基因通路，以启动修复过程。但是，Kearns-Jonker 表示：“在地球上没有完美的微重力。”2017年3月，Kearns-Jonker团队计划在国际空间站启动为期一个月的试验，试图在太空验证他们在地球上得出的结论。

微重力更有利于干细胞再生

Kearns-Jonker团队以患有心脏病的成年羊为动物模型，从新生羊的心脏组织中分离出干细胞，将其移植至患病羊体内。如果这些细胞被证实能够有效修复心脏，她希望能够验证，微重力（哪怕是在回转器里旋转1周）是否能够增强它们修复治疗的能力。

美国梅奥诊所的干细胞研究员Abba Zubair对于干细胞治疗有一个更宏伟的愿景：将用于临床治疗的干细胞放入国际空间站。Zubair团队正在准备治疗出血性中风的临床试验，检测间充质干细胞（MSCs）修复受损神经元的能力。

但是，这种治疗手段需要1-2亿个间充质干细胞，这无疑增大了细胞培育的难度和时间。已有证据表明，微重力环境有利于干细胞增殖。Zubair计划验证太空旅行是否会促进间充质干细胞复制。如果被证实可行，研究团队将解决一个更大的问题：无菌、临床级细胞是否能够在外太空实验室培养？经过“太空漫游”后，它们是否能够安全应用于临床？

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