外太空对人体来说是一个恶劣的环境。太空旅行对我们健康的影响对我们在宇宙中的未来构成了重大挑战。在地球之外,宇航员在暴露于可能致癌的辐射时会失去骨骼和肌肉。当他们计划进行更长时间的旅行时——比如前往月球和火星,比如 NASA 的阿尔特弥斯计划——生物学家需要做好准备,确保这些探险者在这些长途旅行中的安全。 其中一部分是了解太空如何改变我们的身体,从宏观器官到微观细胞。为此,瑞典生物学家在地球上进行了一项实验,模拟了微重力条件下人体免疫系统的变化,即太空旅行者所经历的“失重”。在上周发表在《科学进展》上的一篇新研究论文中,研究作者报告了这些守护细胞的重大基因变化。 免疫系统是人体中至关重要的系统,保护我们免受地球上细菌和病毒的侵袭。如果宇航员的免疫系统因太空环境而受损,他们返回地球后可能无法抵抗感染,潜伏在他们体内的病毒甚至可能会卷土重来。 [相关:我们大多数人体内都潜伏着病毒,而太空飞行唤醒了它们] 为了在地球上研究这一现象,志愿者测试对象在类似太空的环境中生活了 21 天,基本上是漂浮在所谓的“干浸”床上。研究人员分析了参与者的血液,发现他们的 T 细胞(一种抗菌白细胞)中的基因发生了改变,这可能会降低它们抵御病原体的有效性。 “在失重 7 天和 14 天后,T 细胞的基因表达发生了显著变化,也就是说,哪些基因活跃,哪些基因不活跃,”共同作者、瑞典卡罗琳斯卡医学院免疫学家 Lisa Westerberg 说道。“T 细胞开始更像所谓的幼稚 T 细胞,它们还没有遇到任何入侵者。这可能意味着它们在对抗肿瘤细胞和感染方面变得不那么有效。” 但也有好消息。韦斯特伯格和她的同事观察到,在恢复正常重力后,一些细胞的变化恢复正常。这表明,人类的身体一旦回到地球,至少根据这项研究,在 21 天的旅程中,有潜力重新适应。目前还不清楚长期太空飞行,比如可能长达数年的危险火星之旅,将如何影响宇航员、他们的基因和免疫系统。 [相关:空间站可利用自清洁技术对抗搭便车细菌] 这并不是科学家第一次注意到太空旅行导致的 DNA 变化。NASA 著名的“双胞胎研究”显示,在太空中度过一年确实会影响基因,有时甚至会损害基因。在这项研究中,宇航员斯科特·凯利 (Scott Kelly) 住在国际空间站,而他的双胞胎兄弟马克·凯利 (Mark Kelly) 则留在地球上。我们还知道,太空会损害血细胞和骨髓,破坏它们,以至于宇航员可能会患上所谓的“太空贫血症”。(尽管新的研究表明,也许有一种方法可以对抗这种疾病,那就是利用脂肪细胞。) 这项新研究的真正新颖之处在于它如何将细胞变化与人体更广泛的功能联系起来,让研究人员能够在细胞层面上集思广益,找到解决问题的方法。目前正在进行多项临床试验,以寻找新药和新疗法来治疗地球上类似的细胞相关问题,包括某些癌症、过敏和自身免疫性疾病。“因此,我们认为这项研究可以为逆转免疫细胞遗传程序变化的新疗法铺平道路,”韦斯特伯格说。 因此,为前往火星或更远的地方做准备,有可能帮助地球上的患者和太空旅行者,让他们更好地了解人体,无论它位于宇宙的哪个位置。 |
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