在国际空间站四次由SpaceX执行的补给任务(2021年末至2023年初)中,科学家首次实时观测到太空环境对干细胞功能的具体影响。这项由美国国家航空航天局部分资助的研究成果发表于《细胞干细胞》杂志,桑福德干细胞研究所所长凯瑟琳·贾米森博士指出:"在太空环境中,干细胞自我更新和再生能力显著下降,这种现象对长期太空任务至关重要。"
研究人员将髋关节置换手术患者的骨髓干细胞植入类手机大小的生物反应器,在国际空间站由人工智能系统实时监控。这些与免疫系统和血液健康密切相关的干细胞在太空暴露期间异常活跃,持续45天的太空飞行导致细胞能量储备耗尽、新生能力减弱。贾米森博士解释称:"这些本应80%时间保持休眠的干细胞持续苏醒,最终进入功能衰竭状态,激活了本应沉默的重复DNA序列——占人类基因组55%的古老逆转录病毒元件。这种'暗基因组'的激活使干细胞加速老化,与白血病前期细胞的应激反应相似。"
加州大学圣地亚哥分校的研究团队发现,当干细胞遭遇微重力和宇宙辐射压力时,会触发基因组中的休眠病毒序列,导致细胞进入应激性衰老。这种机制与白血病前期细胞的异常激活类似,但实验数据显示返回地球后干细胞功能可在约一年内恢复。研究同时为癌症治疗提供了新思路,贾米森医学博士指出:"我们观察到的应激损伤具有双向性,这为开发靶向药物提供了方向。"
包括加州锡达斯西奈医疗中心干细胞生物学家阿伦·夏尔马在内的多位专家认为,该研究首次明确证实太空环境对干细胞的加速衰老效应。密歇根奥克兰大学生物工程专家路易斯·比利亚-迪亚斯强调:"这种发现不仅为太空探索提供防护策略,更可能推动地球医学的突破性进展。"瑞典乌普萨拉大学的埃琳娜·科兹洛娃教授补充指出,其团队早期微重力火箭实验显示特定干细胞群体可能出现年轻化迹象,暗示不同细胞类型可能存在差异化反应机制。
研究团队计划开展临床试验测试抗衰老药物效果,并利用生物反应器建立"干细胞健康数字孪生"模型预测宇航员适应性。这项突破性研究不仅为深空探索提供防护基础,也为癌症治疗和抗衰老医学开辟了新路径。
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