干细胞研究为何要搬“上天”

2021年，马斯克完成了世界上首个“全平民太空旅行”，4个人飞抵575公里高处，比国际空间站还高155公里，马斯克还在社交网络上表示，太空将变成新的天空（Spaceis the new air），未来太空旅行将变得更普遍。

一方面是平民可以走向天空，另外一方面是科学家们把人类的最小活体单位——干细胞搬“上天”！

那么把干细胞搬“上天”这意义在哪里呢？

我们找到关于太空干细胞较早的文章，是欧洲航天局2014年支持的一项研究，关于宇航员骨质流失与干细胞关系，文中这样提到：

“对再生医学的兴趣，特别是干细胞的使用，极大地提高了我们对环境对干细胞命运的影响和重要性的理解。在控制胚胎发育、形态发生和组织模式方面，机械力与基因和化学信号一样重要。”

“细胞对环境敏感，它们通过仍不完全清楚的机械传感器和机械转导途径对环境做出反应。MSCs的生命、自我更新和分化由许多物理和化学输入决定，这些输入最终导致特定转录程序的激活。”

“太空研究将模拟微重力和真实微重力对MSC行为的认识结合起来，可以提供新的视角，从而为开发在地球和空间预防或治疗疾病的新策略铺平道路。”

通过上面这段陈述，我们得出将干细胞研究送上太空的两个主要目的：

一是研究地球以外的干细胞可以帮助我们更好地理解宇航员（也可能是外太空旅行的平民）的生理变化，研究的越深入，就可以让大家的太空旅行飞的更远，飞的更健康。

二是研究拥有更广泛地意义，可以在失重和太空辐射环境下，帮助人类了解有关地球疾病进展和治疗的关键认知。

当干细胞离开地球

我们想象一下，当太空旅行把地球上的干细胞从引力中拉出来，并暴露在太空辐射中——干细胞的“新家”在为干细胞换了环境的同时，也为各种新的研究提供了机会。

多项研究表明，各种干细胞在太空中的生长实际上要好于通常的地球条件，在太空中生长的干细胞在移植后也能更好地整合到组织中，因为微重力会引发细胞结构的有利变化。

通过研究这些现象背后的机制，研究人员可能会找到促进干细胞扩增以及和组织整合的方法，从而提升干细胞治疗的疗效 。

虽然将一整队生物学家送上太空是不切实际的，但是我们可以通过培训宇航员基本操作和结合自动化实验系统，先在地球上制备好研究细胞，再将它们送到国际空间站(ISS)并使用自动化实验系统(如SpaceTango的CubeLab和NASA的生物培养系统)远程监控它们来研究外太空生理学。

美国宇航员在空间站培养干细胞，图片来自NASA

利用微重力进行太空研究

全球已经有多项利用微重力的太空干细胞项目得到开展，这无疑更像一场竞赛。

目前美国宇航局正在建设集成空间干细胞轨道研究(ISSCOR)，这是一个专门的项目，他们的任务是利用太空干细胞的力量来改善地球上人类的生活质量。

2016年美国将心脏细胞首次送入太空，美国斯坦福大学的约瑟夫·吴博士发现，这些心脏搏动细胞在微重力中的表现有所不同，回到地球后他们又恢复正常，研究揭示了人类心脏细胞对环境变化的适应性。

美国宇航员凯特·鲁宾斯在空间站上建立新的显微镜，用于研究微重力对干细胞的影响。

有科学家针对宇航员的太空贫血对血液干细胞进行研究。

有科学家通过研究微重力下免疫细胞与神经元的相互作用来探寻帕金森病和多发性硬化症等疾病的治疗办法。

值得一提的是，我国科学家也已经实现多项干细胞技术的太空研究。

我国载人航天工程航天员系统副总设计师李莹辉在采访中提到，我们在空间站将人体尿源肾上皮细胞制作成IPSC细胞，再分化为心肌细胞的研究，并给心肌细胞赋予了一个荧光蛋白，因此我们在太空中第一次看到了心肌细胞美丽的收缩过程。

此外，我国还在太空完成了国际上首次皮肤干细胞长期失重条件下的悬浮培养实验。

其他包括模拟干细胞衰老，IPS技术，类器官等等内容都在陆续进入太空，甚至有科学家在筹建太空干细胞库。

利用太空辐射进行癌症研究

美国加州大学圣地亚哥分校的CatrionaJamieson博士一直专注于干细胞恶性病变的研究。

他认为太阳辐射导致我们的组织干细胞DNA突变，当突变不断累积就有可能导致肿瘤发生。而暴露在宇宙辐射水平下的血细胞会迅速进入癌前状态。这使得科学家能够以比地球上更快的速度研究疾病的发生发展。

此外，在太空中也会导致与癌细胞接触的免疫细胞发生变化，通过在太空中研究早期血液癌症和免疫再激活综合征，Jamieson博士认为很有可能迅速地找到治疗方法。

太空干细胞昭示着怎样的未来？

马斯克表示，当太空旅行像坐飞机一样普遍时，人类文明的未来将得到保证。

当我们可以上天的时候，我们希望干细胞能保证这是一场健康的旅行。

当我们在地面仰望星空时，我们希望各种干细胞在太空能够被赋能和得到研究，以获得更强的能力，从而为地面的我们健康保驾护航。

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