一项发表于《细胞干细胞》杂志的新研究发现,太空飞行会使特定人类干细胞加速老化。这项由NASA资助的研究通过SpaceX执行的四次国际空间站补给任务(2021年底至2023年初)完成,揭示了太空环境对干细胞功能的影响机制。
加州大学圣地亚哥分校医学院教授、桑福德干细胞研究所所长凯瑟琳·贾米森(Catriona Jamieson)领导的研究团队发现,微重力和宇宙辐射会破坏造血干细胞的休眠状态。正常情况下,80%的干细胞应处于非活跃状态以维持其再生功能,但太空环境使这些细胞异常激活,导致能量耗竭和再生能力下降。
研究使用髋关节置换手术患者的骨髓干细胞样本,在国际空间站特殊设计的手机大小生物反应器中,通过人工智能系统实时监测细胞状态。数据显示,在太空环境中培养达45天的干细胞表现出加速老化特征,包括DNA中"重复元件"(占人类基因组55%的古老逆转录病毒序列)的异常激活,这种基因组"暗物质"的失控可能导致干细胞进入自我毁灭的恶性循环。
值得注意的是,这种基因异常与贾米森临床观察到的白血病前期患者的细胞变化相似。研究团队正在开发针对"暗基因组"活动的药物干预方案,计划通过后续临床试验验证防护措施的有效性。初步数据表明,返回地球的宇航员干细胞功能可在约一年内恢复。
美国心脏协会生物医学科学教授阿伦·夏尔马(Arun Sharma)指出,该研究为理解空间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·比利亚-迪亚兹(Luis Villa-Diaz)教授认为,这些发现不仅有助于解决太空探索的健康风险,还将推动地球上的抗衰老医学发展。
瑞典乌普萨拉大学免疫学教授埃琳娜·科兹洛娃(Elena Kozlova)补充道,虽然部分太空干细胞研究显示微重力可能促进某些干细胞的年轻化特征,但这项研究首次在真实太空环境中明确证实了老化加速的分子机制。
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