厲害了，干細(xì)胞！醫(yī)學(xué)院紀(jì)家葵課題組負(fù)責(zé)中國(guó)空間站微重力環(huán)境對(duì)干細(xì)胞譜系分化的影響研究

從古至今，人類對(duì)于宇宙未知領(lǐng)域的探索從未停止。但是與人類生存的地球環(huán)境截然不同，已知的空間環(huán)境中，微重力、輻射以及強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)人類健康的影響最大，生命體在太空環(huán)境中受到的重力水平為地球表面重力的百萬分之一，微重力會(huì)造成細(xì)胞或組織的形態(tài)改變及其結(jié)構(gòu)力學(xué)應(yīng)力的消失，進(jìn)而會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)體的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生影響。

因此確保人類在太空環(huán)境長(zhǎng)期駐留后，生殖功能正常及其后代健康已成為重要的挑戰(zhàn)。近年來，隨著中國(guó)空間站的建成和運(yùn)營(yíng)，給我們提供了研究生殖細(xì)胞在太空中發(fā)育規(guī)律的機(jī)會(huì)。

為了最大限度減少空間微重力環(huán)境可能對(duì)人類身體健康造成的傷害，美國(guó)、俄羅斯和歐洲空間局利用有人和無人飛船以及空間站、航天飛機(jī)等進(jìn)行了大量的動(dòng)物航天實(shí)驗(yàn)，為空間生物學(xué)提供了許多寶貴資料。

但有關(guān)空間微重力對(duì)人體生殖能力影響的研究尚處于初級(jí)階段，現(xiàn)有的結(jié)果主要是通過短期檢測(cè)航天員生殖激素水平變化，從宏觀上間接分析太空微重力對(duì)人類生殖健康的影響。因此，從細(xì)胞水平和分子水平上直接研究和確定微重力對(duì)人類生殖細(xì)胞成熟和胚胎干細(xì)胞分化的影響，符合空間生命科學(xué)研究的前沿需求，意義重大。

2023年5月10日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院紀(jì)家葵課題組將人胚胎干細(xì)胞搭載于天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船，轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入天宮空間站問天艙，進(jìn)行空間微重力環(huán)境對(duì)干細(xì)胞分化為生殖細(xì)胞的影響研究。該項(xiàng)目結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)、生殖生物學(xué)和分子生物學(xué)研究方法，利用人類胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為早期及晚期生殖細(xì)胞的分化體系，研究空間微重力環(huán)境對(duì)人類生殖生物學(xué)的效應(yīng)。

項(xiàng)目的目標(biāo)是：

(1)為胚胎干細(xì)胞分化研究提供新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/span>

(2)為克服空間環(huán)境對(duì)人類生殖細(xì)胞可能帶來的影響提供理論依據(jù)和技術(shù)支持；

(3)為改善太空生育能力、實(shí)現(xiàn)空間移民和太空生育后代提供理論依據(jù)。

在2017年天舟一號(hào)細(xì)胞科研項(xiàng)目中, 該課題組已完成將人類胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為早期生殖細(xì)胞的分化體系, 并以自動(dòng)換液遠(yuǎn)程遙控方式觀察細(xì)胞形態(tài)33天。

此次實(shí)驗(yàn)利用已建立的早期及晚期人類生殖細(xì)胞分化體系, 在問天艙完成分化及觀察實(shí)驗(yàn)后，將細(xì)胞返回地面，驗(yàn)證并分析誘導(dǎo)生殖細(xì)胞的效率；通過免疫熒光技術(shù)檢測(cè)生殖細(xì)胞標(biāo)記基因的表達(dá)和分布情況，分析生殖細(xì)胞的形成及發(fā)育情況。

這些研究結(jié)果將進(jìn)一步加深我們對(duì)生命體太空生長(zhǎng)發(fā)育與繁衍規(guī)律的認(rèn)知，為解決人類太空長(zhǎng)期生存面臨的生殖健康問題奠定基礎(chǔ)。

此次項(xiàng)目中，醫(yī)學(xué)院紀(jì)家葵實(shí)驗(yàn)室博士生李穎、高輝及陳治全負(fù)責(zé)研制實(shí)驗(yàn)中所需的各類干細(xì)胞，進(jìn)行多次匹配實(shí)驗(yàn)及在文昌發(fā)射基地加載樣品參與臨射任務(wù)。