11月7日發(fā)表在《干細(xì)胞報告》(Stem Cell Reports)上的一項研究顯示，源自干細(xì)胞的心肌細(xì)胞在航天飛行期間和飛行后均表現(xiàn)出對環(huán)境的顯著適應(yīng)性。研究人員檢查了在國際空間站上培養(yǎng)5.5周的人類心臟細(xì)胞的細(xì)胞水平心臟功能和基因表達(dá)。暴露于微重力下會改變成千上萬個基因的表達(dá)，但是在返回地球后的10天內(nèi)，大部分正常的基因表達(dá)模式重新出現(xiàn)。
斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的**研究作者約瑟夫·伍(Joseph C. Wu)說：“我們的研究是新穎的，因為它是**個使用人類誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞來研究航天對人類心臟功能的影響的研究。”“就其對人體的整體影響而言，微重力是一個尚不為人所知的環(huán)境，像這樣的研究可以幫助闡明人體細(xì)胞在太空中的行為方式，特別是在世界日益增多和更長的太空任務(wù)，例如去月球和火星。”
過去的研究表明，太空飛行會誘發(fā)心臟功能的生理變化，包括心率降低，動脈壓降低和心輸出量增加。但是迄今為止，大多數(shù)心血管微重力生理研究已經(jīng)在非人類模型或組織，器官或全身水平進(jìn)行。關(guān)于微重力在細(xì)胞水平上影響人類心臟功能的作用知之甚少。
為了解決這個問題，Wu和他的合作者(包括研究生Alexa Wnorowski，博士后研究員Arun Sharma和前斯坦福大學(xué)研究生轉(zhuǎn)變?yōu)橛詈絾TKathleen Rubins)研究了人類誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞衍生的心肌細(xì)胞(hiPSC-CMs)。他們通過重新編程血細(xì)胞從三個個體中產(chǎn)生了hiPSC細(xì)胞系，然后將它們分化為hiPSC-CM。
返回地球后，空載的hiPSC-CM表現(xiàn)出正常的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。但是，他們確實通過修改跳動模式和鈣循環(huán)模式來適應(yīng)。然后，作為商業(yè)補給服務(wù)任務(wù)的一部分，將節(jié)拍的hiPSC-CM發(fā)射到SpaceX航天器上的國際空間站。同時，在地面上培養(yǎng)了地面對照hiPSC-CM，用于比較。
此外，研究人員對在國際空間站4.5周和返回地球10天后收獲的hiPSC-CM進(jìn)行了RNA測序。這些結(jié)果表明，在飛行，飛行后和地面對照樣品之間差異表達(dá)了2,635個基因。*值得注意的是，與線粒體功能相關(guān)的基因途徑在空載的hiPSC-CM中表達(dá)更多。樣品的比較顯示，hiPSC-CM在太空飛行過程中采用了獨特的基因表達(dá)模式，返回到正常重力后，其恢復(fù)為類似于地面控制的模式。
我們對人的心肌細(xì)胞能夠快速適應(yīng)其所處環(huán)境(包括微重力)感到驚訝。這些研究可能會提供對可能有益于長期航天的宇航員健康的細(xì)胞機(jī)制的見解，或者可能為改善地球心臟健康的新見解奠定基礎(chǔ)。”
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