一份新發表在《幹細胞報告》(Stem Cell Reports)期刊上研究發現,在微重力環境下,人體心肌細胞的功能和基因表徵都出現變化,但是在回到地面10天後,這些基因表徵又退回了地面的狀態。

研究人員把三個人的血液細胞重新編程,在培養皿中培養人體多功能幹細胞分化的心肌細胞(hiPSC-CMs),將它們送上國際空間站(ISS)觀察5.5周,與地面上一組同樣的心肌細胞做對比。

這份研究的主要作者之一史丹福大學醫學院的約瑟夫吳(Joseph C. Wu)說:「我們對微重力環境的了解不多,特別是對人體整體的影響,在當前人們越多越多地考慮遠距離太空旅行、去月球、火星活動的情況下,這樣的研究將幫助我們了解人體在太空中的變化。」

回到地球後,研究者發現在太空待過的心肌細胞的結構和形態和地面的差不多,但是它們的脈動規律和鈣循環模式發生了變化。

更重要的是,研究人員對這些細胞在太空中待了4.5周和回到地面10天之後兩個時間點分別進行的RNA測序顯示,2,635個基因的表徵在太空中、回到地面後和一直位於地面的細胞各不相同。

特別引起研究人員注意的是,與線粒體功能相關的基因在太空中表徵更明顯,但是在返回地面後,又恢復到和地面對比組細胞相似的水平。

「心肌細胞對微重力環境適應變化之快,令人驚訝。」吳說,「這些研究將增進我們對細胞機制的了解,有益於太空人長途太空旅行的健康,對改善地面人類心臟健康也奠定基礎。」

吳也提到了這份研究的侷限性:在太空的時間較短,而且使用的二維細胞培養。他們打算未來使用三維心臟細胞進行實驗,並包括多種細胞類別,比如血管細胞。◇