這些細胞從中國空間站歸來 將助科學家破解更多“生命之謎”

2025 年 4 月 30 日 13 時 08 分，神舟十九號載人飛船返回艙在東風著陸場東區劃破穹頂，帶著中國空間站第八批空間科學實驗樣品重返地球。

圖源 央廣網

這批自地球升起，總重量 37.25 公斤，又自太空歸來的 “天外來客” 中，內含逾 20 類生命科學實驗樣品，包括中國科學院深圳先進技術研究院雷曉華研究員團隊“太空微重力環境下人多能干細胞3D生長與發育研究”的實驗樣本及蛋白、核酸固定樣本等，是空間站應用與發展階段下行生物樣品種類最多的一次。

它們承載著助力科學家破解更多“生命之謎”的重任，在太空軌道上經歷了為期數月的 “生命實驗”，將成為打開人類認知生命奧秘的新鑰匙。

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為何非要去太空培養干細胞

與地球最大的不同，莫過于太空那獨特的微重力環境。

這種不同，為培育干細胞提供了優異的實驗環境，也成為了人類一定要去到太空進行干細胞實驗的理由。

在太空微重力環境下，細胞的生長和分裂方式會發生變化。已有研究發現，微重力可以激活細胞中的特定信號通路，如 Akt/mtor 信號通路，從而促進造血干細胞的增殖。

進一步的研究發現，微重力還能夠誘導細胞向不同系的祖細胞方向分化，像人胚胎干細胞在微重力環境下可更高效率地向三胚層定向分化，為組織工程和再生醫學提供了更豐富的細胞來源。

太空的微重力環境有助于維持干細胞的干性，即使得干細胞能夠更長時間地保持其未分化狀態和自我更新能力。這有利于獲取大量具有高活性和多功能性的干細胞，為各種疾病的治療提供更優質的細胞資源。比如在模擬微重力環境中，mescs 在懸浮狀態下培養時未檢測到細胞的聚集和分化，而在貼壁狀態下細胞則發生明顯分化。

另外，雖然人類非常適應目前地球的重力環境，但這種環境對細胞來說，可不絕對有益。

它會使細胞在培養過程中容易聚集和結塊，而在太空微重力環境中，細胞們則更傾向于聚集在一起形成3D結構，這種結構的形成促進了細胞之間以及細胞與細胞外基質(ECM)之間的機械、結構和化學相互作用。

最后，就算什么遠大的目標都不談，僅僅從航天員健康保障角度出發，開展太空干細胞培養研究，也能深入分析航天員在太空環境下身體機能改變及患病機制，為其健康提供理論支持與技術手段，探索太空醫療解決方案，如利用培養干細胞進行組織修復和再生，預防和治療太空輻射損傷等。

早在 2017 年，雷曉華研究員團隊就開始了相關研究，當時通過天舟一號貨運飛船搭載的小鼠胚胎干細胞開展實驗，完成了多項細胞培養和在軌實時成像研究，重點探索微重力環境對細胞增殖、分化及功能的影響，為此次人多能干細胞的研究奠定了基礎。

而此次的 “太空微重力環境下人多能干細胞 3D 生長與發育研究” 項目，旨在進一步探索人多能干細胞在太空微重力環境下的 3D 生長與發育規律，以及干性增強的分子調控機制等，為再生醫學和轉化干細胞技術提供新的視角和理論依據。

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太空中淬煉出的 “超級細胞”

已有數篇論文論證過，在太空中的確可以淬煉出所謂的 “超級細胞”。

2018 年發表在《npj Microgravity》上的論文指出，在太空飛行和模擬微重力環境下，心血管祖細胞中 YAP1 表達受到調控，進而影響細胞的增殖、分化和凋亡等過程，該研究探討了基于細胞的修復機制，為未來可能的心血管疾病治療提供了新思路。

2020 年發表在《Life Sciences in Space Research》上的論文表明，在模擬微重力環境下，骨髓間充質干細胞的成骨相關基因表達受到抑制，而脂肪生成相關基因表達增加，且細胞周期被阻滯在 G0/G1 期，增殖能力降低，同時細胞凋亡增加，此外，與成骨和成脂分化相關的轉錄因子、Wnt/β-catenin 信號通路和鈣信號通路等均受到影響。

還有研究人員將人類胚胎干細胞送上國際空間站停留了 1 個月，發現分化的心肌細胞在太空飛行時呈現出略微不規律的節律，但返回地面后恢復了正常的跳動節律，且在太空中培養的細胞在基因表達和蛋白質合成方面與地面對照組有所不同，這些差異可能影響細胞的功能和存活能力。

一項發表于 2012 年的研究發現，模擬微重力可以刺激骨髓間充質干細胞向神經樣細胞分化，包括促進神經元特異性烯醇化酶和 β - 雪旺蛋白的表達，并通過激活細胞周期蛋白 D1 和 E 表達、調節 P38 和 ERK1/2 磷酸化來影響細胞周期進程，同時還可以上調神經生長因子及其受體 TrkA 的表達，從而促進干細胞的神經樣分化。

這些太空環境下的干細胞實驗不斷拓展著我們對生命現象的認知邊界，為再生醫學、腫瘤學、發育生物學等諸多領域帶來了新的思路和方法，也為未來的太空探索和長期太空旅行中保障人類健康提供了重要的理論支持和實踐指導。

寫在文末

宇宙如此神秘寬廣，恰似生命一般，永遠藏有謎團，亟待人發掘——而不論是太空還是生命，我們早已邁出步伐，向前開拓。

* 文章內容僅供參考，不構成任何建議

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