研究干細(xì)胞的科學(xué)家，心里似乎都裝著一個“太空夢”。

隨著航天事業(yè)的發(fā)展，在太空開展空間科學(xué)實驗和技術(shù)實驗，成為了國家衛(wèi)生計劃的重點內(nèi)容。干細(xì)胞作為神奇的“萬能細(xì)胞”，近年來因頻頻登上太空進(jìn)行科學(xué)研究，正不斷帶給人類更多意想不到的驚喜。

如果說干細(xì)胞之于人類已經(jīng)足夠神奇，那太空中的“微重力”更有著讓科學(xué)家魂牽夢繞的魅力。所以，對于干細(xì)胞上太空這件事，科學(xué)家們的態(tài)度那真叫——有條件要上，沒有條件創(chuàng)造條件也要上。

所以，自 2015 年起，美國宇航局（NASA）首次將干細(xì)胞送上太空進(jìn)行培育與研究后，干細(xì)胞就開始了它在新領(lǐng)域中一展拳腳的機(jī)會。

而今年年初，中國航天員帶著干細(xì)胞在太空又完成了一項開創(chuàng)性實驗：依托中國空間站和神舟十三號，航天員完成了國際上首次皮膚干細(xì)胞長期失重條件下的懸浮培養(yǎng)實驗。

干細(xì)胞“上天”的意義

細(xì)胞是人體最基礎(chǔ)的生命單元，在人體中有 40-60 萬億個，它們?nèi)找共幌⒌耐瓿芍x、更新、協(xié)同和調(diào)節(jié)等任務(wù)。而在浩瀚的細(xì)胞宇宙中，“干細(xì)胞”因為擁有再生各種組織器官的功能，被稱為“萬用細(xì)胞”，也掌管著人類“返老還童”的終極秘密。

干細(xì)胞擁有如此美譽實至名歸。因為干細(xì)胞引領(lǐng)的再生醫(yī)學(xué)，作為第三次醫(yī)學(xué)革命的代表，給了疾病治療提供了基于細(xì)胞層面的諸多“反向思考”——與傳統(tǒng)的手術(shù)療法不同，干細(xì)胞主打“替補修復(fù)”，而不是“機(jī)械剔除”。人類生命之初本就是一個細(xì)胞，所以，干細(xì)胞療法就是要回到細(xì)胞層面去解決疑難病癥，而事實證明，效果十分顯著。

例如在免疫功能重建方面，由于人體細(xì)胞功能的好壞直接影響到人體機(jī)能的新陳代謝，而新陳代謝又是人體生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此干細(xì)胞利用對新陳代謝顯著的調(diào)節(jié)功能，可以重建免疫系統(tǒng)。

而造血干細(xì)胞（HSC）作為一種存在于血液系統(tǒng)中的成體干細(xì)胞，具有分化成各類血液細(xì)胞和免疫細(xì)胞的潛能，因為適用于惡性血液疾病及自身免疫缺陷疾病的治療，成名已久。

對于“糖尿病”、“抑郁癥”、“高血壓”甚至脫發(fā)等“不死絕癥”的治療，干細(xì)胞則通過“重生胰島素”、“抑制炎癥反應(yīng)”等來源于自身分化潛能的特性，找到了根治這些頑癥的解決之道。

在抗衰方面，干細(xì)胞更是帶領(lǐng)人類不斷靠近“重生計劃”——NK 細(xì)胞能以清除衰老、病變細(xì)胞來保持人體活力，而誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）可將普通的皮膚終末細(xì)胞逆轉(zhuǎn)成具有再生能力的干細(xì)胞使單個細(xì)胞實現(xiàn)“返老還童”，理論上整個人體都可以依托于此實現(xiàn)“重生”。

專家介紹，開展這樣的細(xì)胞空間實驗，將有助于人類更好地認(rèn)識生命、突破自身。我們還有一些其它課題，比如說衰老和分化。為什么我們做干細(xì)胞，就是為人類的健康提供很重要的基礎(chǔ)科學(xué)支撐。

首個中國空間站干細(xì)胞項目正在軌開展

北京時間 2022 年 11 月 12 日 10 時 03 分搭載天舟五號貨運飛船的長征七號遙六運載火箭在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射。12 時 10 分，天舟五號成功對接天和核心艙！

此次“天舟五號”貨運飛船在文昌航天發(fā)射場順利升空，搭載的浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院余路陽教授、王金福教授團(tuán)隊的干細(xì)胞實驗單元也將抵達(dá)中國空間站，與此前安裝在問天艙內(nèi)的生物技術(shù)實驗設(shè)備“會師”。在“神舟十四號”航天員乘組的操作下，中國空間站迎來了首個干細(xì)胞研究項目。

浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王金福教授和余路陽教授合作的研究團(tuán)隊再次成功地將人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞送入太空，并將在我國載人空間站“問天”實驗艙開展人類干細(xì)胞定向分化骨細(xì)胞實驗，這是該團(tuán)隊第三次將人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞送入太空開展相關(guān)科學(xué)實驗。

這個合作團(tuán)隊開展的人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞實驗項目即屬于空間生命科學(xué)領(lǐng)域，旨在揭示微重力環(huán)境如何導(dǎo)致人體骨質(zhì)疏松的原因。

在地球上，正常人的骨質(zhì)是由骨生成與骨丟失達(dá)到平衡所維持的，當(dāng)骨量丟失增加并骨生成減少時就容易造成骨質(zhì)疏松?！坝詈絾T的骨質(zhì)變化很嚴(yán)重，一個月的骨質(zhì)流失丟失相當(dāng)于孕婦懷胎十月的骨質(zhì)流失?！蓖踅鸶Ｕf。

許多在地面模擬微重力條件的實驗研究表明，太空的微重力環(huán)境會使宇航員的骨質(zhì)流失加劇，同時骨質(zhì)生成減少，從而造成骨質(zhì)疏松。

為了驗證這一試驗結(jié)果，2016 年 4 月，王金福團(tuán)隊第一次送干細(xì)胞“上天”，通過我國“實踐十號”返回式科學(xué)實驗衛(wèi)星開展了空間在軌科學(xué)實驗。

“通過這次實驗，我們發(fā)現(xiàn)空間失重環(huán)境嚴(yán)重降低了干細(xì)胞向骨細(xì)胞分化的能力，影響了骨細(xì)胞的生成，導(dǎo)致人骨質(zhì)平衡發(fā)生改變?！蓖踅鸶Ｕf，通過回收細(xì)胞的檢測分析，發(fā)現(xiàn)了一些與骨細(xì)胞分化相關(guān)的基因表達(dá)水平有顯著變化，這也充分說明了失重是宇航員骨質(zhì)變化的主要原因之一。

那失重環(huán)境下，人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是如何響應(yīng)環(huán)境中力學(xué)信號變化的呢？為此，2017 年 4 月，王金福團(tuán)隊通過“天舟一號”貨運飛船，又一次將干細(xì)胞送“上天”，研究了細(xì)胞外的力學(xué)信號改變導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)與骨細(xì)胞分化相關(guān)的化學(xué)信號變化的分子機(jī)制。

為什么在空間微重力環(huán)境下，這些骨細(xì)胞分化相關(guān)的基因和蛋白表達(dá)水平和活性會發(fā)生改變？帶著這些疑問，這個團(tuán)隊第三次將干細(xì)胞送“上天”。

與前兩次不同的是，隨著我國載人空間站的建設(shè)完成，人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞實驗項目成為第一個在空間站開展干細(xì)胞研究的項目。

“此次項目由于有空間站‘神舟 14’乘組宇航員的幫助，為許多空間實驗的操作提供了方便，比如實驗樣品的取樣以及保存等，可以保證實驗樣品可順利返回地面進(jìn)行檢測分析。前兩次空間實驗都是無人操作的，所以對試樣樣品保存等都存在不可靠性，甚至不能回收樣品，只能在軌實時觀察，相對獲得數(shù)據(jù)結(jié)果存在一定的局限性?！蓖踅鸶＝榻B，這次研究的目的就是期望通過檢測分析空間微重力環(huán)境下骨細(xì)胞分化過程中相關(guān)表觀遺傳學(xué)特征的變化，了解導(dǎo)致這些關(guān)鍵基因和蛋白表達(dá)水平發(fā)生改變的原因，載人空間站為空間實驗的順利完成提供強(qiáng)有力的支持。

“通過這次研究，再結(jié)合前兩次的研究結(jié)果，我們基本上可確定空間微重力環(huán)境導(dǎo)致人類骨質(zhì)變化相關(guān)的骨細(xì)胞生成能力降低的分子機(jī)制和關(guān)鍵分子靶點，這可為我們后續(xù)進(jìn)一步針對這些關(guān)鍵分子靶點開展相關(guān)小分子藥物調(diào)控實驗提供科學(xué)依據(jù)，并為促進(jìn)針對宇航員骨質(zhì)變化以及老年性骨質(zhì)疏松預(yù)防和治療的藥物研發(fā)奠定基礎(chǔ)。”對此次研究結(jié)果，王金福充滿期待。

“今年我已經(jīng) 67 歲了，雖然退休了，但我沒有走，還是和團(tuán)隊一起做研究，不僅僅是因為熱愛，也是為了能夠培養(yǎng)更多專業(yè)能力和技術(shù)過硬的人才。”王金福說，人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞實驗項目是他帶大的“孩子”，他還將繼續(xù)在空間生命科學(xué)的道路上探索。

王金福，常山縣天馬街道人，浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，曾任浙江大學(xué)細(xì)胞與發(fā)育研究所副所長。1997 年，王金福來到浙江大學(xué)任職，當(dāng)時學(xué)校剛成立生命科學(xué)學(xué)院，干細(xì)胞領(lǐng)域的研究也才剛剛興起。當(dāng)時，王金福便負(fù)責(zé)干細(xì)胞學(xué)科，并專門前往美國進(jìn)修，成為浙江最早從事干細(xì)胞領(lǐng)域研究的科研人員。其教學(xué)方面從事本科生《高級生物化學(xué)》《分子生物學(xué)》和《生命科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論》等課程以及研究生《細(xì)胞分子生物學(xué)》和《細(xì)胞發(fā)育生物學(xué)》等課程教學(xué)；科研方面從事造血干細(xì)胞和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞擴(kuò)增、分化及其相關(guān)分子機(jī)理研究，并開展基于人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的組織工程技術(shù)研究。先后發(fā)表論文 70 多篇，其中 65 篇為 SCI 收錄，2 篇為 EI 收錄。獲國家科技成果二等獎 1 項，省科技進(jìn)步一等獎 1 項，二等獎 2 項，申請技術(shù)發(fā)明專利 12 項，獲授權(quán) 11 項。曾獲浙江省“151”跨世紀(jì)人才第一層次入選人員稱號。

當(dāng)我們可以上天的時候，我們希望干細(xì)胞能保證這是一場健康的旅行。當(dāng)我們在地面仰望星空時，我們希望各種干細(xì)胞在太空能夠被賦能和得到研究，以獲得更強(qiáng)的能力，從而為地面的我們健康保駕護(hù)航。

這是干細(xì)胞有望突破“地球瓶頸”的嶄新切口，更是我國商業(yè)生物航天太空環(huán)境的布局探索，相信在未來，在科學(xué)家不懈的努力與干細(xì)胞不斷的發(fā)展研究下，宇宙會開啟更強(qiáng)大的增益效果，帶來福祉，造福人類。

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