人体干细胞的休眠机制或许是深空探索的关键。最新研究发现，在国际空间站低轨道环境下的微重力和辐射作用下，人类造血干细胞（HSPCs）表现出加速衰老和唤醒古老病毒序列的异常状态。这项由加州大学圣地亚哥分校桑福德干细胞研究所的卡特里娜·贾米森主导的研究，基于2021-2023年间四次SpaceX货运补给任务，通过智能手机大小的AI纳米生物反应器实时监测了干细胞在太空32至45天的活动。
在地球环境中，这些形成血液的干细胞约80%时间处于休眠状态以保持再生能力。但太空环境使干细胞进入持续活跃状态，"它们觉醒后无法重新休眠，并出现功能衰竭"，贾米森解释说。这种超常活跃消耗了细胞能量储备，导致端粒缩短、线粒体应激和DNA损伤等加速衰老特征，"干细胞在太空中的衰老速度是地球的十倍"。
研究还发现基因组"暗物质"——占人类DNA半数以上的古老逆转录病毒残余序列被异常激活。"这些数万年前入侵我们基因组的病毒使干细胞陷入死亡循环"，贾米森指出，这种激活现象与前白血病疾病的细胞反应相似，预示着太空诱发血液癌症的潜在风险。
银河宇宙射线中的重离子、氦核和高能质子会引发DNA双链断裂。空间站宇航员六个月累积辐射量达50-100毫希伏，相当于数百次头部CT扫描。前往火星的深空任务辐射暴露量可能高达870至1200毫希伏，远超DNA修复机制的饱和阈值。高LET粒子如铁-56不仅直接破坏DNA，微重力还会抑制DNA损伤响应基因的表达。
空间站实验验证了HSPC暴露于太空后DNA修复能力下降和基因组不稳定性增加。这种不稳定性来自微重力导致染色质结构改变、细胞周期检查点紊乱及线粒体氧化还原平衡失调。这些压力因素形成DNA损伤-炎症信号-病毒元件激活的恶性循环。
对免疫系统的影响尤为显著：作为免疫细胞前体的HSPC减少会削弱抗感染和清除癌细胞能力。自然杀伤细胞在模拟微重力下对白血病细胞的杀伤力显著下降，暗示太空环境可能双重加剧癌变风险——既易发突变又降低免疫监视。
不过研究发现存在可逆性曙光：返回地球后干细胞功能部分恢复，尽管可能需要一年。科学家正在探索药理学抑制剂、抗氧化剂和纳米生物反应器中的干细胞"替身"检测等防护措施。这项研究揭示：长期太空飞行既是航天技术挑战，更是细胞寿命的极限考验。地球上默默维持生命的干细胞，在太空极端环境下可能成为过劳受损的健康隐患。
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