人类太空飞行向来充满危险,但最新研究显示这可能正在消耗宇航员的生命活力。(NASA供图)
与NASA合作的科学家发现人体干细胞在太空环境下会出现加速衰老现象。微重力和宇宙辐射被认为是主要诱因,研究明确表明:人类身体并不特别适应地球之外的宇宙环境。
对于未来长期载人任务乃至月球/火星永久定居计划意味着什么?要理解这个问题需要先厘清衰老的生物学定义。科学研究通常通过细胞端粒长度、免疫功能强度等指标量化细胞年龄。端粒作为染色体末端的保护帽,其损耗被认为与细胞功能衰退密切相关。
由加州大学圣地亚哥分校和太空研发公司Space Tango联合开展的研究,将人体造血干细胞和祖细胞(HSPCs)置于模拟太空环境的纳米生物反应器中观察。结果显示:送往国际空间站的细胞出现了端粒异常损耗和炎症标志物增加,后者显示免疫系统功能减弱。
研究显示,在33至45天的太空任务中,这些造血干细胞的自我再生能力和新细胞生成能力显著下降。考虑到HSPCs对人体造血系统的关键作用,这对长期太空探索构成重大隐患。研究团队提出潜在解决方案:配备人工重力(如旋转舱体)的飞船、月球/火星基地采用辐射屏蔽居住舱等。
相较早期针对完整人体的观测研究,本次突破在于揭示了细胞层面的衰老机制。这不仅有助于开发太空健康防护措施,其发现的端粒衰变机制对地球环境下的衰老研究也具有重要启示。研究同时表明,基因压力累积机制在不同重力条件下可能存在共性规律。
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