研究發(fā)現(xiàn)，太空飛行加速人類干細(xì)胞的衰老

太空旅行的嚴(yán)酷可能會加速通常與衰老相關(guān)的人體變化。

根據(jù)一項對送入近地軌道的人體組織的新研究，在太空中的時間會減少細(xì)胞的產(chǎn)生，加劇 DNA 損傷，并增加覆蓋染色體末端的端粒的衰老跡象。

“太空是人體的終極壓力測試，”醫(yī)生卡特里奧娜·賈米森 （Catriona Jamieson） 說加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院。

“這些發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要，因為它們表明太空的壓力源——如微重力和宇宙星系輻射——可以加速血液的分子衰老干細(xì)胞.

“了解這些變化不僅可以讓我們了解如何在長期任務(wù)中保護(hù)宇航員，還有助于我們模擬人類衰老和疾病，例如癌癥在地球上。當(dāng)我們進(jìn)入商業(yè)太空旅行和近地軌道研究的新時代時，這是必不可少的知識。

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隨著時間的推移，科學(xué)家們對太空飛行對人體的影響有了更好的了解，但還有很多我們不知道的地方。

在加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物化學(xué)家杰西卡·范 （Jessica Pham） 的領(lǐng)導(dǎo)下，一組研究人員開發(fā)了一種生物反應(yīng)器系統(tǒng)，用于在微重力下培養(yǎng)和監(jiān)測人類造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞 （HSPC）。

研究人員推斷，對參與血液生產(chǎn)和維持的 HSPC 進(jìn)行仔細(xì)檢查可以更好地了解太空飛行在分子水平上的衰老影響。

實驗平臺隨后被放置在 SpaceX 的國際空間站補(bǔ)給任務(wù)中，該任務(wù)在近地軌道上停留了 32 至 45 天。對細(xì)胞的影響是顯著的，有幾個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)。

在微重力環(huán)境中，微重力環(huán)境的速率造血干細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥蛋白增加，導(dǎo)致更高的工作負(fù)載和更少的恢復(fù)時間。其結(jié)果是通常與衰老相關(guān)的幾種標(biāo)志物增加。

隨著時間的推移，這些細(xì)胞產(chǎn)生健康新細(xì)胞的能力變得越來越差，并出現(xiàn)磨損跡象。特別值得注意的是端粒的縮短。這些是我們?nèi)旧w末端的保護(hù)帽，通常，隨著每次細(xì)胞分裂，它們會隨著時間的推移而變短，直到它們短到無法再分裂。端粒短也與衰老密切相關(guān)。

有趣的是，一些細(xì)胞的壓力如此之大，以至于它們無法表達(dá)抑制激活的蛋白質(zhì)。暗基因組' – 這所謂的垃圾DNA通常處于休眠狀態(tài)，被抑制以保持穩(wěn)定性。這意味著基因組的這些部分開始蘇醒，這反過來又會損害免疫功能。

這并不全是厄運(yùn)和悲觀。研究人員發(fā)現(xiàn)，一旦細(xì)胞被送回地球并放置在年輕、健康的骨髓基質(zhì)上，一些損傷就會逆轉(zhuǎn)。這表明與航天相關(guān)的損壞是可以修復(fù)的，這方面的進(jìn)一步研究工作可能有助于宇航員未來的康復(fù)，并為地球上的衰老提供見解。

“這些加速 HSPC 衰老的短期太空飛行模型可能會提供對陸地人類衰老和與年齡相關(guān)的惡性腫瘤的見解，”研究人員在他們的論文中寫道.

“最終，這些研究可能為緩解不斷擴(kuò)大的太空經(jīng)濟(jì)中特定太空變化的治療策略以及衰老和與年齡相關(guān)的疾?。ㄈ绨┌Y）的太空加速模型提供指導(dǎo)。”

該研究已發(fā)表在細(xì)胞干細(xì)胞.

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