GFHDT: 研究揭示：太空環境下幹細胞老化速度加快

幹細胞在太空環境下加速老化，研究揭示潛在影響

撰稿人：CNN 紐約消息源

發佈時間：2025年9月5日 上午10：05

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作者：Jacopo Prisco（CNN）

一項最新研究發現，太空飛行會導致某些人類幹細胞加速老化，這為科學家理解太空探索對人身體的影響提供了新見解。 幹細胞廣泛存在於人體各部位，具有自我增殖或轉化為其他特化細胞（如血細胞、腦細胞或骨細胞）的能力，對維持和修復身體機能至關重要。

“在太空中，幹細胞功能會衰退，”該研究首席作者、加州大學聖地牙哥分校醫學院桑福德幹細胞研究所主任及醫學教授凱薩琳�賈米森表示，“它們自我更新和再生的能力降低，這對長期太空任務而言是個重要發現。 "

這項獲得美國宇航局部分資助的研究，於2021年底至2023年初通過四次國際空間站補給任務完成。 相關研究成果已於周四發表在《細胞幹細胞》期刊。 “這是我們首次實時觀察幹細胞在太空低地球軌道的行為，”賈米森補充道，“這類研究可直接影響即將執行太空任務的宇航員健康管理。 "

“研究幹細胞健康情況並判斷誰更適合承受太空環境的嚴苛考驗至關重要。 升空過程充滿壓力，返回地球同樣如此，更不用說在軌駐留期間。 "

軌道上的不眠幹細胞

早在2010年，NASA就利用發現號航太飛機開展了首次幹細胞太空實驗，當時稱為幹細胞再生實驗，研究微重力環境對小鼠胚胎幹細胞分化能力的影響。 此次新研究採用髖關節置換手術患者捐獻的骨髓幹細胞樣本，這類幹細胞直接影響免疫系統和血液健康。 研究人員將幹細胞置於無菌海綿基質中，放置在特製的手機大小生物反應器內。 在國際空間站中，人工智慧系統持續監測細胞狀態，實時檢測其變化。

賈米森解釋稱：「我們的幹細胞應有80%時間處於休眠（非活躍）狀態以保持完整功能。 但太空環境中的微重力和宇宙輻射改變了這一狀態。 "

“這些幹細胞甦醒後無法恢復休眠，最終功能耗竭，”她補充道，“在微重力等壓力環境下幹細胞過度活躍會導致免疫系統無法正常生成。 "

研究中部分細胞經歷了長達45天的太空飛行，由於比正常情況下更活躍，導致能量儲備快速消耗，並表現出加速老化的特徵。 其新生細胞能力減弱，同時啟動了原本隱藏的DNA區域——被稱為重複元件或“暗基因組”。 “在極端壓力條件下，這些沉睡的逆轉錄病毒就會被啟動，這些在人類基因組中存在數千年的元件佔據DNA總量的55%，會將幹細胞推向死亡迴圈。 細胞因過度壓力而加速衰老。 "

這種情況與賈米森在白血病前兆疾病患者細胞中觀察到的幹細胞壓力相似。 作為從業醫生，她致力於阻止這些細胞發展為血液癌症。 這位參與過9次太空幹細胞研究的資深專家表示，未來將開發針對老化過程的應對措施。

“我們可以通過這些生物反應器預測哪些人適合太空任務，同時開發應對方案，”她提到，“正在籌備針對抑制暗基因組活性的潛在藥物臨床試驗。 "

好消息是宇航員返回地球后，幹細胞老化狀態可在約一年內恢復。 這一發現不僅對太空醫學有重要意義，對癌症研究同樣具有價值，因為癌症患者的幹細胞也表現出類似太空環境造成的壓力損傷。 “這將加速癌症研究進程，”賈米森強調。

老化機制的明確證據

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加州大學三藩市分校凱撒醫療中心幹細胞生物學家阿倫�夏爾馬教授指出，這些發現意味著長期太空任務可能削弱宇航員的血液和免疫系統，增加健康風險。 儘管未參與本研究，但他支援賈米森的觀點，認為該研究有助於科學家理解衰老機制並開發延緩或逆轉衰老的新療法。

密歇根州奧克蘭大學生物科學與生物工程系助理教授路易士�比拉-迪亞茲也認為，這項研究提供了輻射和微重力對幹細胞損傷的明確證據。 瞭解低軌道環境對幹細胞老化的負面影響，為開發預防措施指明方向，同時推動地球患者的醫學進步。”

瑞典烏普薩拉大學免疫學、遺傳學與病理學系教授埃琳娜�科茲洛娃指出，雖然此前研究暗示太空環境可能影響幹細胞，但本研究首次提供明確證據。 她領導的團隊曾發現早期發育幹細胞在微重力條件下反而啟動生長相關基因，這表明特定條件下太空環境可能延緩某些幹細胞的衰老進程。