太空飞行加速干细胞老化进程Spaceflight accelerates stem cell aging in orbit

干细胞与抗衰老 / 来源:longevity.technology美国 - 英语2025-09-06 01:33:23 - 阅读时长2分钟 - 795字
加州大学圣地亚哥分校的研究团队利用国际空间站作为实验平台,发现太空飞行加速了造血干细胞的老化进程,表现为自我更新能力下降、端粒缩短、炎症压力增加和基因组不稳定性。该研究为理解宇航员健康风险和人类衰老机制提供了新见解,并提示通过改善细胞环境可能部分逆转这些变化。研究发表在《细胞干细胞》期刊,通过纳米生物反应器实时监测技术揭示了空间辐射与微重力的协同效应,为抗衰老研究提供了加速模型。
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太空飞行加速干细胞老化进程

加州大学圣地亚哥分校桑福德干细胞研究所的科学家们发现,国际空间站不仅是独特的实验室,更成为加速生物老化过程的"时空机器"。最新发表在《细胞干细胞》的研究显示,暴露于太空环境的人类造血干细胞和祖细胞(HSPCs)在短时间内出现多种衰老特征——自我更新能力减弱、端粒缩短、炎症压力增加以及基因组不稳定性。

该研究负责人凯瑟琳·杰米森博士指出:"太空环境是人体的终极压力测试。微重力和宇宙辐射等太空应激源,能加速血细胞干细胞的分子老化过程。这些发现不仅为宇航员长期任务防护提供依据,更帮助我们建立地球人类衰老和癌症研究的新模型。"

研究团队通过微型纳米生物反应器,在飞行过程中实时监测细胞周期动力学。数据显示太空培养的干细胞呈现集落存活率下降、再接种能力减弱等现象,基因测序发现端粒缩短趋势以及APOBEC酶活性相关的C-to-T突变显著增加。炎症信号分析显示IL-6等细胞因子水平升高,线粒体应激反应和干扰素通路改变共同构成了加速衰老的分子图谱。

值得注意的是,当太空暴露细胞回归到年轻基质环境中培养时,部分损伤得到改善。这提示改善细胞微环境可能有效对抗干细胞耗竭,其效果甚至可能超过复杂的分子干预手段。研究还发现太空辐射诱导的突变数量是地面辐射的五倍,突显了宇宙射线与微重力的协同效应复杂性。

这项研究延伸了NASA双胞胎研究和太空组学医疗图谱的发现,首次系统揭示了轨道应力通过分子通路引发造血系统衰老的机制。其加速模型使原本需数年的衰老研究可在数周内完成,为测试抗衰老药物、基因疗法等干预手段提供了独特平台。

研究团队计划开展更多载人任务样本研究,实时监测分子变化并探索干预措施。杰米森博士强调:"太空实验的严苛要求反而推动了地面科学研究的进步。我们在癌症研究方面取得的突破,正是太空生物学反哺地面研究的绝佳例证。"

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