Science聚焦:干细胞在太空,作甚?伴随着航天航空科技的发展,载人飞船让我们有机会进一步认知太空。但是离开地球进行太空任务,宇航员们处于失重状态,会产生一系

Science聚焦:干细胞在太空,作甚?



伴随着航天航空科技的发展,载人飞船让我们有机会进一步认知太空。但是离开地球进行太空任务,宇航员们处于失重状态,会产生一系列身体变化,例如头晕、心律异常、心脏萎缩等等。除了这些,微重力环境会对干细胞产生哪些影响呢?


当地时间12月8日,斯坦福大学细胞生物学家Arun Sharma在世界干细胞峰会(WSCS)上汇报了相关研究成果。他们希望将干细胞送至细胞送至外太空,放置于国际空间站(ISS),从而使其处于近乎失重的状态,进行相关研究。


微重力对心脏细胞的影响?


Sharma团队从3名成年人身上提取了皮肤和血液细胞,通过重编程技术获得诱导性多能干细胞(iPSCs),它可以分化成多种不同类型的细胞,包括心脏细胞。


今年7月,研究团队将这些重编程分化而来的心肌细胞分成两份:一份跟随“SpaceX CRS-9”项目“飞离”地球,在国际空间站放置1个月;另一份留在地球,作为对照组。


现在,细胞已经“返回”地球,研究团队开始分析“旅行”中和“旅行”后细胞的各项参数,包括基因表达差异、细胞结构、细胞收缩等等。Sharma表示,初步观察结果显示,在太空环境中,心肌细胞会呈现出轻微不规则收缩,一旦返回地球又恢复正常。研究人员认为,微重力环境可以让细胞以一种快进的节奏进入自然衰老的过程。


微重力对干细胞的影响?


长期在太空飞行会对宇航员身体造成极大的考验,易造成骨质疏松、肌肉萎缩等严重后果。但是,对于特定干细胞,微重力环境却会产生不同的影响、


美国洛马林达大学的移植免疫学家Mary Kearns-Jonker曾以回转器设备模拟微重力环境,试验其对心脏祖细胞的影响。Kearns-Jonker团队发现,微重力环境更有利于促进新生儿心脏祖细胞增殖,且有着去分化的迹象,使其重回一个相对更原始、未分化的状态。


他们发现,当组织损伤,微重力能够激活干细胞特定的基因通路,以启动修复过程。但是,Kearns-Jonker 表示:“在地球上没有完美的微重力。”2017年3月,Kearns-Jonker团队计划在国际空间站启动为期一个月的试验,试图在太空验证他们在地球上得出的结论。


微重力更有利于干细胞再生


Kearns-Jonker团队以患有心脏病的成年羊为动物模型,从新生羊的心脏组织中分离出干细胞,将其移植至患病羊体内。如果这些细胞被证实能够有效修复心脏,她希望能够验证,微重力(哪怕是在回转器里旋转1周)是否能够增强它们修复治疗的能力。


美国梅奥诊所的干细胞研究员Abba Zubair对于干细胞治疗有一个更宏伟的愿景:将用于临床治疗的干细胞放入国际空间站。Zubair团队正在准备治疗出血性中风的临床试验,检测间充质干细胞(MSCs)修复受损神经元的能力。


但是,这种治疗手段需要1-2亿个间充质干细胞,这无疑增大了细胞培育的难度和时间。已有证据表明,微重力环境有利于干细胞增殖。Zubair计划验证太空旅行是否会促进间充质干细胞复制。如果被证实可行,研究团队将解决一个更大的问题:无菌、临床级细胞是否能够在外太空实验室培养?经过“太空漫游”后,它们是否能够安全应用于临床?


参考资料:


Why are scientists shooting stem cells into space?


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    生物探索 · 2016-12-23 01:22

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    伴随着航天航空科技的发展,载人飞船让我们有机会进一步认知太空。但是离开地球进行太空任务,宇航员们处于失重状态,会产生一系列身体变化,例如头晕、心律异常、心脏萎缩等等。除了这些,微重力环境会对干细胞产生哪些影响呢?


    当地时间12月8日,斯坦福大学细胞生物学家Arun Sharma在世界干细胞峰会(WSCS)上汇报了相关研究成果。他们希望将干细胞送至细胞送至外太空,放置于国际空间站(ISS),从而使其处于近乎失重的状态,进行相关研究。


    微重力对心脏细胞的影响?


    Sharma团队从3名成年人身上提取了皮肤和血液细胞,通过重编程技术获得诱导性多能干细胞(iPSCs),它可以分化成多种不同类型的细胞,包括心脏细胞。


    今年7月,研究团队将这些重编程分化而来的心肌细胞分成两份:一份跟随“SpaceX CRS-9”项目“飞离”地球,在国际空间站放置1个月;另一份留在地球,作为对照组。


    现在,细胞已经“返回”地球,研究团队开始分析“旅行”中和“旅行”后细胞的各项参数,包括基因表达差异、细胞结构、细胞收缩等等。Sharma表示,初步观察结果显示,在太空环境中,心肌细胞会呈现出轻微不规则收缩,一旦返回地球又恢复正常。研究人员认为,微重力环境可以让细胞以一种快进的节奏进入自然衰老的过程。


    微重力对干细胞的影响?


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    他们发现,当组织损伤,微重力能够激活干细胞特定的基因通路,以启动修复过程。但是,Kearns-Jonker 表示:“在地球上没有完美的微重力。”2017年3月,Kearns-Jonker团队计划在国际空间站启动为期一个月的试验,试图在太空验证他们在地球上得出的结论。


    微重力更有利于干细胞再生


    Kearns-Jonker团队以患有心脏病的成年羊为动物模型,从新生羊的心脏组织中分离出干细胞,将其移植至患病羊体内。如果这些细胞被证实能够有效修复心脏,她希望能够验证,微重力(哪怕是在回转器里旋转1周)是否能够增强它们修复治疗的能力。


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    但是,这种治疗手段需要1-2亿个间充质干细胞,这无疑增大了细胞培育的难度和时间。已有证据表明,微重力环境有利于干细胞增殖。Zubair计划验证太空旅行是否会促进间充质干细胞复制。如果被证实可行,研究团队将解决一个更大的问题:无菌、临床级细胞是否能够在外太空实验室培养?经过“太空漫游”后,它们是否能够安全应用于临床?


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