美將在太空開展組織晶片和大腦類器官研究,為全人類帶來福音

美國東部時間12月6日11點17分,在佛羅里達州肯尼迪航天中心,SpaceX公司向國際空間站傳送一些科研物資,順利完成SpaceX公司與美國宇航局簽訂商業貨物再補給服務,本次發射的Dragon貨運艙攜約2903公斤的補給物資和科學裝置。主要用於研究生命科學、再生醫學和其他領域的多種實驗。

美將在太空開展組織晶片和大腦類器官研究,為全人類帶來福音

其中,有一種叫做“組織晶片”的獨特硬體設計,人類細胞和有機組織在該晶片支架上生長,在微重力環境下逐漸形成3D結構。研究人員可以透過觀察瞭解太空中該組織更多的基本生長過程,包括:老化、骨骼狀況和肌肉損失。其中一項由美國佛羅里達大學進行的研究將調查人類肌肉在太空中如何萎縮,16個骨骼肌樣本將在此次太空任務中送到空間站,在那裡宇航員密切觀察微重力條件下肌肉組織束的變化。據悉,8個骨骼肌樣本取樣於年輕人,他們日常體能活動較多,而另8個骨骼肌樣本取樣於久坐、較少活動的中老年人。每組有一半的樣本將接受電刺激,觀察在失重情況下肌肉如何萎縮。研究人員將以這個實驗作為起點,展開更深入的研究,最終將測試各種療法,觀察肌肉退化是否可以預防。

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送到空間站的另一個科學載荷是使用幹細胞技術培育的大腦類器官,該研究旨在瞭解微重力如何影響腦細胞存活及功能,有助於推動自閉症、阿爾茨海默症治療的進展。Space Tango公司首席科學家比爾·麥克拉姆布說:“太空旅行模擬了我們在地球上觀察到的人體衰老影響,只是在更短的時間跨度內,使我們更容易檢查正在發生的過程。在太空中研究人類大腦具有一定難度,這就是為什麼此類實驗如此重要。”

美將在太空開展組織晶片和大腦類器官研究,為全人類帶來福音

該項研究將提取幹細胞並將其轉化為腦細胞,腦細胞將形成具有三維結構的大腦類器官,大腦類器官儲存在一個特殊容器中,它們能夠模仿細胞多樣性和人腦發育的功能。研究人員指出,此類研究可以幫助美國宇航局及其合作伙伴執行火星載人飛行等遙遠太空任務做好準備,由於宇航員未來可能長期暴露在太空惡劣環境中,透過這些研究將有助於預防退行性大腦疾病。

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還有一項是心臟細胞研究,美國斯坦福大學一組研究人員觀察了改良心臟組織在微重力條件下的表現,此次發射將攜帶心肌細胞、內皮細胞和心臟成纖維細胞構成的組織樣本,研究重力變化如何影響心臟細胞。研究人員知道微重力會導致人類心臟負荷和形狀發生變化,但如果某人長時間在太空環境下生活,這些變化是否會成為永久性變化仍是未知的。該研究專案的組織簇樣本貼上在組織晶片上,研究人員稱,實驗結果可能有助於確定新的治療方案,並支援太空飛行前預測心血管風險複查措施的發展,後續研究包括心臟病療法。

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這些太空試驗的研究,將為人類在戰勝疾病方面產生深遠的影響,為全人類未來的發展帶來福音。