随着航天事业的发展,在太空开展空间科学实验和技术实验,成为了国家卫生计划的重点内容。干细胞作为神奇的“万能细胞”,近年来因频频登上太空进行科学研究,正不断带给人类更多意想不到的惊喜。
干细胞是人体内未充分分化的“原始细胞”,故能分化“再生”出各种组织器官。如果能利用干细胞定向分化成为特定类型细胞,就可以替代原本失去功能的病变细胞,或在实验室中生成心脏、肝脏、肾脏等人体器官,就可解决移植器官紧缺的状况,将会给癌症、糖尿病、帕金森综合征、心脑血管病、下肢缺血性疾病等顽症带来治愈的希望。
但是地球的重力使得未来疗法所需的大量细胞难以生长,每个病人可能需要超过10亿个细胞。科学们发现微重力可以影响免疫细胞功能及其与神经元的相互作用,同时还可以模拟干细胞的衰老,从而进行新的研究。
01
干细胞+太空=?
国际空间站(图片来源:俄罗斯航天局新闻处)
美国Cedars-Sinai的科学家们发现,微重力有可能通过促进干细胞的快速大规模生产,为挽救生命做出贡献。他们正试图寻找新的方法来生产大批量的干细胞,这种干细胞几乎可以生成身体中任何其他类型的细胞——并有可能被用来治疗许多疾病。
研究人员正在与一家位于肯塔基州列克星敦的私人公司SpaceTango合作,将“诱导多能干细胞”(称为iPSC)发送到国际空间站。这些专门的人类干细胞是在实验室中从人的血液或皮肤细胞中产生的,几乎可以在体内产生任何细胞。
(图片来源:干细胞精研说)
Cedars-Sinai理事会再生医学研究所和Cedars-Sinai生物制造中心的科学家想要确定微重力如何影响干细胞的生产。在地球上生产iPSC的一个主要问题可能涉及重力引起的张力,这使得细胞难以扩张和生长。在微重力环境中,这种张力不再构成障碍,有可能使干细胞更容易更快地繁殖。
这项工作旨在为更多NASA资助的研究铺平道路。Svendsen说,如果他们能够弄清楚如何在轨道上制造数十亿个细胞,“影响可能是巨大的。”
02
将干细胞送入太空开发未来医学
空间站的太空失重环境,为人类开展生命科学研究提供了便利条件。依托中国空间站,我国在神舟十三号乘组在轨期间,首次建立了空间条件下细胞的长期培养体系和细胞模型。
人类首次观测到失重条件下的心肌细胞“钙信号闪烁”。这个技术一方面可以来了解我们失重条件下的心血管变化特征,另一方面也对大众健康、人类的再生与衰老,包括人类的长寿和心脏病的发生,提供了非常好的实验模型。
我国完成国际首次皮肤干细胞失重悬浮培养实验。细胞是在我们的一个小房子里,这里有4个通道,细胞可以在我们这个体系里(完成)长达一个月(30天)的生存和存活,为我们进行长期失重条件的细胞研究,提供了重要的技术平台。
总结:
让干细胞“冲出地球”这种前所未有的新尝试,为干细胞在组织工程和再生医学中的应用探索提供了一种新途径,或将能提升干细胞临床治疗的疗效,为人类的健康带来更大有益的帮助。
参考资料:
[1]