航天生物学2025年8月
细胞是所有生命的基本组成单位，从单细胞细菌到包含大量细胞的植物和动物，细胞已适应各种环境和功能。例如，人类和动物的神经细胞具有长而细的突触快速传递信号，而植物则依靠坚硬的方块状细胞维持结构。
细胞生物学研究细胞的结构、功能和行为。在人类医学领域，科学家通过该领域探索骨质流失到癌症等疾病的机制，并研发治疗方案。
国际空间站开展的细胞实验可识别太空飞行对人体及其他生命系统的影响，研究成果对太空探索和地球生命健康具有双重应用价值。
日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）宇航员古川聪准备利用JAXA共聚焦显微镜（COSMIC）进行细胞重力感知实验。
NASA近期实验揭示动物单细胞对重力存在响应机制，但其具体原理尚不明确。JAXA开展的"细胞重力感知"实验研究细胞感知重力的分子机制，研究成果可能促进研发治疗太空与地球肌肉萎缩和骨质疏松的药物。
心血管细胞
STaARS BioScience-3实验培养的血管内皮细胞显微图像
佛罗里达大学
微重力环境下，宇航员常出现心血管系统变化，包括血容量减少和心输出量下降。早期的"STaARS Bioscience-3"实验从细胞和基因层面研究这些变化的机制。研究揭示，仅三天太空飞行就导致血管细胞中11000多个基因表达异常，可能改变其功能。该成果为太空任务中的细胞响应研究奠定基础，既有助于保护未来太空任务乘组健康，也对地球心血管疾病治疗具有参考价值。
神经细胞
"STaARS BioScience-4"实验研究微重力对神经干细胞的影响，这些干细胞可分化为中枢神经系统细胞。研究人员发现这些细胞的能量代谢异常和细胞组分分解增加，这种应激反应可能增强对微重力环境的适应能力。研究强调为未来任务中的宇航员提供充足能量以维持认知和生理功能的重要性。
鱼类细胞
金鱼鳞片实验的发射前样本图像
Mitchell/Prange
金鱼鳞片具有与哺乳动物骨骼相似的蛋白质、矿物质和细胞类型。JAXA开展的"金鱼鳞片"实验分析了鳞片在3倍重力、模拟微重力和真实微重力环境中的表现。研究人员确认金鱼鳞片可作为研究人类骨质对太空飞行响应的模型。
小鼠细胞
利用大鼠等模式生物的研究对理解人类太空适应性及衰老、疾病机制具有重要意义。JAXA的"干细胞"实验研究太空飞行对胚胎小鼠干细胞DNA和染色体的影响，以及这些细胞返回地球后发育为成体小鼠的能力。
研究人员分析了未突变细胞和辐射敏感突变细胞，发现未突变的太空飞行细胞与地面对照组无染色体差异，但突变细胞出现更多DNA异常。该研究深化了对辐射诱发癌症的机理认知，有助于评估月球和火星长期任务的辐射风险。
NASA宇航员德鲁·摩根和克里斯蒂娜·科赫正在操作啮齿类动物研究设备。
另一项研究使用"RR-1"实验的组织样本，相关数据可通过NASA的GeneLab开放数据库获取。分析显示心脏在30天太空飞行中即可适应压力环境。研究人员观察到的基因变化表明这种适应性可能促进太空生存，并对太空与地球心脏病治疗具有应用价值。
【全文结束】
