太空科学家报告称，微重力环境会使人体特定造血干细胞在远超正常速度的时间框架内呈现"衰老"状态。
在近期一项研究中，人类骨髓细胞在国际空间站停留32至45天后返回地球，显示出典型的加速衰老迹象。研究团队发现这些细胞能量消耗异常，丧失常规静息状态，并激活了通常沉默的DNA片段。该研究基于圣地亚哥开展，通过四次SpaceX任务送入空间站。
干细胞与太空旅行
本研究由加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的医学博士、哲学博士Catriona Jamieson领导。她的研究聚焦于压力如何驱动干细胞病变及阻断该进程的方法。
研究人员使用手掌大小的生物反应器在轨道上培养造血干细胞和祖细胞——这类负责更新免疫系统的血细胞生成细胞。研究人员通过机载成像进行追踪，并将细胞带回地球进行深度基因分析。
报告指出，轨道中的干细胞部分丧失常规功能。这些细胞再生能力下降，对长期太空任务人员具有重大影响。
细胞活跃度异常升高且难以恢复静息状态。这种静息功能丧失正是血液系统衰老的典型标志。
重复DNA与微重力
研究发现，源自古老病毒插入的重复DNA序列（通常保持沉默）活动显著增强。这种隐藏的"暗基因组"在太空环境中异常活跃，表明细胞承受着异常强烈的压力。
科学家还观察到炎症信号和线粒体的变化。这些转变属于推动细胞进入衰老状态的压力网络组成部分。
微重力——轨道中产生失重感的极弱重力环境——会干扰细胞感知力和组织方式。加上太空辐射，这种环境似乎促使造血干细胞加速循环。
快速循环消耗代谢储备并中断正常修复机制。数周内呈现的模式与地球数年衰老过程相似。
端粒与突变线索
研究团队检测到端粒（保护染色体末端并随年龄缩短的DNA帽）水平下降。细胞还表现出维持端粒相关基因表达的偏移，暗示基因组维护承受压力。
研究发现与炎症压力下核酸编辑酶相关的胞嘧啶转胸腺嘧啶单字母DNA突变。
部分细胞携带与克隆性造血相关的突变——这种与年龄相关的血细胞克隆会提高晚年心血管疾病和白血病风险。
当太空暴露细胞在年轻健康的支撑层上培养时，部分损伤得到缓解。自我更新能力改善，压力相关基因活动转向更平稳状态。
这种恢复现象表明，我们可设计恢复静息和修复通路的防护措施，同时也提示可开发飞行前筛选方法识别最具抗压能力的人员。
与宇航员生物学的关联
一项具有里程碑意义的宇航员年度研究显示，轨道停留时间与基因活动、免疫反应及端粒动态变化相关。着陆后多数变化消退，但并非全部。
最近，名为"太空组学与医学图谱"的开放资源整合了跨任务的多组学宇航员数据。
该资源揭示了线粒体压力、炎症和DNA稳定性等共同线索，与干细胞研究结果吻合。
在数月旅程中，血液和免疫系统必须保持敏锐。若干细胞过早衰竭，机组人员可能面临更高感染风险、伤口愈合延迟和炎症加剧。
这些发现支持对任务中干细胞健康进行监测，并验证稳定细胞静息状态及阻断有害DNA激活的药物。
团队观察到压力激增期间编辑RNA和DNA的酶信号。这些编辑器有助于控制类病毒序列，但过度活跃时也会增加突变。
最强的太空信号指向编辑酶与暗基因组间的推拉作用。这种拉锯战既解释了突变模式，也说明了重复元件转录本的上升。
太空旅行的干细胞启示
未来任务将在飞行中取样细胞以实时追踪变化，这有助于区分辐射爆发、微重力和睡眠周期的影响。
在地球上，相同平台可模拟血液系统中易患癌的衰老过程。这些见解可能加速为干细胞呈现类似压力的患者开发疗法。
短期空间站停留改变了造血干细胞的基本特性。该模式指向我们抵御感染和癌症的防御系统提前衰老。
同时，部分损伤在年轻条件下可逆转。这为工程师和医生在远离地球的深空任务前制定防护措施提供了明确目标。
本研究发表于《细胞干细胞》期刊。
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