浙江大学干细胞实验将再上太空

有望成为我国载人空间站首批实验项目之一

2018年09月14日08:58  来源:浙江日报
 
原标题:浙大干细胞实验将再上太空

浙江大学的人体干细胞实验将再度“上天”,目前已通过立项。浙大生命科学学院王金福教授向记者透露,他和学院副院长余路阳教授组成的团队准备的人骨髓间充质干细胞实验项目,有望成为我国载人空间站的首批实验项目之一。

今年5月在维也纳举行的中国空间站国际合作机会公告发布仪式上,有关专家介绍,中国空间站核心舱计划于2020年前后发射,全站预计于2022年建成并投入运营。中国空间站将在空间生命科学与生物技术、微重力流体物理和燃烧科学、空间天文和天体物理学等8个研究方向、30多个研究主题上开展大规模的空间科学研究和应用。

浙大生命科学学院这个团队的实验项目即属于空间生命科学领域,旨在揭示微重力环境如何导致人体骨质疏松的原因。

正常人的骨质处在一种动态平衡中,每天的骨质流失量和生成量大致相当,一旦失衡就会造成骨质疏松。科学家很早就发现,太空的微重力环境会使宇航员的骨质流失加剧。“孕妇是另一个骨质流失量高的人群。研究发现,宇航员在太空中一个月遭受的骨质流失,相当于孕妇10个月骨质流失的量。”王金福说。

后来人们又意识到,微重力环境在加剧骨质流失的同时,还会减少骨质生成。在这个方向,此前的研究多数是在地面模拟微重力条件下完成的,缺乏真实的太空实验验证。2016年以来,浙大团队在“实践十号”卫星和“天舟一号”货运飞船中进行两次太空实验,取得重要进展。

“在实践十号卫星上完成的实验表明,微重力环境下,人骨髓间充质干细胞定向分化骨细胞的能力被抑制,反而转向分化为脂肪细胞。”王金福说,“实验结果充分说明失重环境导致骨质生成减少是宇航员骨质疏松的主要原因之一。”

天舟一号飞船上完成的实验,则进一步确认了细胞外力学信号的变化是引发干细胞分化方向变化的直接原因。飞船上搭载的生物反应器能够自动拍摄太空微重力环境下细胞内部结构,并传回地球。实验人员标记出一系列关键蛋白,在正常重力环境下,它们能够使细胞膜内侧形成数量多、面积大的粘着斑。“在微重力环境下,我们看到这些粘着斑明显减少,斑点也变小了。”这个实验清楚揭示了细胞外力学信号如何改变细胞内化学信号。

通过这些实验,浙大研究团队已经描绘出一个明确的细胞信号通路,阐释微重力如何环环作用,最终导致骨质生成减少。现在,他们希望更进一步,解释这一过程中的数个关键基因为何在微重力环境下发生了重要变化。这将深化人们对微重力引发骨质疏松的认识,并为未来研发靶向药物打下基础。我国首个载人空间站成为研究团队第三次太空实验的理想平台。

前两次太空实验,因为缺少人的在场,实验条件不同程度受限。在实践十号卫星上,为节省能耗,在4摄氏度的低温保存细胞都成为一件奢侈的事。干细胞靠一个专门设计制造的装置自主培养分化,实验人员在地面上只能得到太空中传回的一些数据,但看不到细胞的样子。只有等卫星返回地球后,守候在着陆地点的科研人员才赶紧回收实验装置,连夜运回杭州,在实验室进一步分析。在天舟一号上的实验则恰恰相反,他们看到了细胞在太空中的照片,但天舟一号完成任务后离轨陨落烧毁,意味着实验细胞无法回收。

相比之下,空间站优势明显,供科学家们施展身手的条件宽裕多了。常驻空间站的宇航员将全程“呵护”实验细胞,随时完成必要的实验操作。太空阶段完成后,实验细胞可搭乘往返空间站和地球的飞船回到地面,供实验室做深入研究。(记者 曾福泉)

(责编:杨蕊荣(实习生)、陈羽)

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