太空飞行使特定人类干细胞衰老加速,这是最新研究的重要发现。该成果由加州大学圣地亚哥分校桑福德干细胞研究所主任凯瑟琳·贾米森教授团队在《细胞干细胞》期刊发表,揭示了太空环境对干细胞再生能力的深刻影响。
作为人体多能干细胞的重要来源,干细胞具有自我复制和分化为血细胞、脑细胞、骨细胞等特化细胞的能力。贾米森教授指出:"太空环境中,干细胞的功能显著衰退,这种再生能力的削弱对长期太空任务至关重要。"这项NASA资助的研究利用SpaceX 2021-2023年间四次货运任务,在国际空间站特制生物反应器中培养髋关节置换手术患者的骨髓干细胞。
实验装置集成了人工智能监控系统,可实时监测细胞状态。研究人员发现,正常情况下80%的干细胞处于休眠状态以维持功能活性,但在太空环境中这些细胞异常觉醒且无法复原,导致功能性衰竭。这种压力状态使干细胞过度消耗能量储备,出现加速衰老现象,并激活了占人类DNA 55%的重复基因元件——即"暗基因组"区域。
"这些古老的逆转录病毒元件被激活后,会让干细胞陷入凋亡螺旋。"贾米森解释道,这与她临床观察到的白血病前体细胞应激反应相似。研究显示,太空暴露45天的干细胞再生能力显著下降,而这种损伤与癌症患者干细胞受损机制存在共通性。
加州锡达斯西奈医疗中心干细胞生物学家阿伦·夏尔马指出,该研究为理解太空环境对血液和免疫系统的长期影响提供了关键证据。密歇根奥克兰大学路易斯·比拉-迪亚斯教授认为,这种太空模型可能为逆转衰老研究带来新突破,其生物反应器技术更可发展为预测宇航员健康风险的"干细胞健康数字孪生"系统。
值得注意的是,瑞典乌普萨拉大学研究显示,某些早期发育阶段的干细胞在微重力环境下反而呈现基因活跃状态。这提示太空环境对不同干细胞类型可能产生相反效应。后续临床试验将测试阻断暗基因组激活的潜在药物,为深空探索提供防护方案。初步数据显示,地球重力恢复约需1年可使受损干细胞功能逐渐恢复。
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