加州大学圣地亚哥分校桑福德干细胞研究所的研究人员发现，人类造血干细胞和祖细胞（HSPCs）在国际空间站停留数周后出现加速衰老的明确迹象。这些细胞不仅失去生成健康血细胞的能力，还累积DNA损伤并在染色体末端出现缩短——这是细胞衰老的经典标志。
"太空是人体终极压力测试，"该研究所所长、资深作者卡特里娜·贾米森指出，"这些发现至关重要，因为太空环境中的微重力和银河宇宙辐射等压力因素会加速血液干细胞的分子衰老。"
干细胞研究新视角
NASA标志性的双胞胎研究曾显示，宇航员斯科特·凯利在轨一年期间其免疫功能和端粒长度发生变化。虽然多数变化在返回地球后逆转，但部分持续存在。此次研究深入聚焦血液和免疫系统的起源细胞，与"太空组学与医学图谱"项目相辅相成，但更进一步揭示了干细胞衰老的细胞与分子机制。
太空实验室追踪细胞衰老
研究团队利用与Space Tango合作开发的自动化AI纳米生物反应器系统，在四次SpaceX补给任务中进行了实时观测。这些微型平台在微重力环境下维持干细胞存活分裂，并通过持续显微镜成像和机载分析追踪其行为。最长32至45天的在轨实验充分展现了太空条件对细胞生物学特性的影响。
微重力加剧细胞压力
研究发现，在微重力环境下造血干细胞表现出过度活跃状态，消耗储备能量并失去休眠期，导致再生能力衰退。分子层面出现多重损伤：DNA损伤增加、端粒趋于缩短、线粒体发出应激信号。更令人担忧的是，基因组中通常沉默的区域在压力下被激活，这种基因组不稳定可能导致免疫功能紊乱并增加疾病风险。
"理解这些变化不仅关乎保护长期任务宇航员的健康，更能帮助我们模拟地球上的衰老过程和癌症等疾病，"贾米森强调。
太空衰老研究的地球启示
造血干细胞作为血液和免疫系统的源头，其功能衰退将直接影响红细胞、血小板和免疫防线的生成。对于奔赴月球、火星或商业空间站长期驻留的航天员而言，可能面临感染风险增加、伤口愈合减缓及长期健康隐患。太空环境中的微重力、辐射、昼夜节律紊乱等复合压力因素，为研究干细胞衰老机制提供了独特实验场。
损伤修复新发现
值得欣喜的是，返回地球的干细胞在健康环境中部分恢复功能。端粒动态稳定、应激标志物减少、功能活性提升，这表明衰老过程并非单行道。通过药物干预、基因策略、代谢支持或定制化运动/睡眠方案，有望提升太空干细胞健康度并促进任务后恢复。
压力信号与衰老机制
实时成像和生物传感技术捕捉到熟悉的衰老反应链：线粒体应激产生大量活性分子，损伤DNA并触发修复机制。为补偿损伤，细胞可能激活静默基因组区域并转入促炎状态，这种失衡在干细胞内部长期持续将导致"过度工作"而非"能量保存"的代价高昂策略。
干细胞研究升空
Space Tango的CubeLab硬件通过持久显微成像和微环境控制，使轨道实验成为可能。该研究所已开展17次国际空间站实验，计划推进结合临床变化的航天员研究。"太空实验的严苛条件反而推动了地面科学的进步，"贾米森表示，"轨道研究的样本限制和自动化要求催生的影像分析技术创新，正在简化地球研究流程。"
这项研究发表于《细胞干细胞》杂志。
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