航空航天：宇航員的健康正在遭受哪些威脅？


圖片來源：Pixabay
科學(xué)家已經(jīng)在長期生活于太空的宇航員身上觀察到了一些健康問題，要想確保太空探索取得成功，理解這些問題和找到解決方案至關(guān)重要。這些健康問題具體包括骨骼和肌肉質(zhì)量流失、免疫功能障礙以及心臟和肝臟問題。一支多學(xué)科團(tuán)隊(duì)使用了收集自不同來源的數(shù)據(jù)，報(bào)告發(fā)現(xiàn)了使健康遭受損害的共同線索：線粒體功能障礙。研究人員使用系統(tǒng)方法檢查了影響生物功能的廣泛變化。該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《細(xì)胞》（Cell）雜志上。
“一開始我們的問題是，在太空中生活的時(shí)候人體內(nèi)是否存在一種普遍機(jī)制，能解釋我們所觀察到的現(xiàn)象。”該研究的資深作者 Afshin Beheshti 說道，“我們重復(fù)性地發(fā)現(xiàn)，線粒體的調(diào)控功能正在發(fā)生變化，讓身體各處遭受打擊?！?。Afshin Beheshti 是美國國家航空航天局（NASA）設(shè)立于加州硅谷的埃姆斯研究中心（Ames Research Center）太空生命科學(xué)部門 KBR 公司的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（PI）和生物信息學(xué)家，同時(shí)也是博德研究所（Broad Institute）的訪問研究員。


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研究人員分析了從 NASA基因?qū)嶒?yàn)室（GeneLab）平臺獲取的數(shù)據(jù)，該平臺的綜合數(shù)據(jù)庫包括了來自動(dòng)物研究的數(shù)據(jù)、NASA 的雙生子研究以及 59 名宇航員的樣本數(shù)據(jù)，這些宇航員都有幾十年太空旅行史。參加該研究的許多科學(xué)家都參加過基因?qū)嶒?yàn)室的分析方法科學(xué)工作組（Analysis Working Groups），該工作組由世界各地研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家組成?；?qū)嶒?yàn)室平臺包含了一系列在太空輻射和微重力環(huán)境等因素的影響下，組織和細(xì)胞變化相關(guān)的組學(xué)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容涉及蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、表觀遺傳組學(xué)等。
研究人員使用無偏倚方法，尋找能夠解釋所觀察到的普遍變化的相互關(guān)系?！拔覀儽容^了來自小鼠的所有不同組織，這些小鼠在兩個(gè)不同任務(wù)中飛上太空，而我們從中看到線粒體功能障礙反復(fù)出現(xiàn)。”Beheshti 說，“我們檢查了肝臟內(nèi)的問題，發(fā)現(xiàn)它們由線粒體相關(guān)的通路引起。然后，我們檢查了眼睛內(nèi)的問題，也看到了同樣的通路。從這時(shí)起，我們產(chǎn)生了深入研究的興趣?！?br>

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他解釋說，線粒體抑制以及有時(shí)隨之發(fā)生的過度代償，能夠?qū)е略S多器官的系統(tǒng)性應(yīng)答。這些應(yīng)答還能解釋在免疫系統(tǒng)中看到的常見變化。
研究人員從來自小鼠的發(fā)現(xiàn)出發(fā)，觀察同樣的機(jī)制是否出發(fā)生在身處太空的人類體內(nèi)。在檢查了 NASA 雙生子研究的數(shù)據(jù)之后，研究人員看到線粒體活動(dòng)發(fā)生了許多變化。該研究追蹤調(diào)查了 Scott Kelly 和 Mark Kelly 這對雙胞胎，前者生活在國際空間站，而后者生活在地球。在太空生活期間，Scott 體內(nèi)的免疫細(xì)胞分布發(fā)生了變化，而線粒體變化能對此做出解釋。他們還使用了收集自幾十名其他宇航員的生理數(shù)據(jù)、血液和尿液樣本，以確認(rèn)不同細(xì)胞類型中的線粒體活動(dòng)發(fā)生了變化。
“看到線粒體如此重要，我感到非常意外，因?yàn)樗鼈冎安辉谖覀兊难芯糠秶鷥?nèi)?！盉eheshti 說，“我們一直關(guān)注所有的下游成分，但從沒有將此聯(lián)系起來?！彼€補(bǔ)充說，線粒體功能障礙還能幫助解釋另一與長期太空旅行相關(guān)的常見問題：晝夜節(jié)律混亂。團(tuán)隊(duì)首先在 NASA 內(nèi)部報(bào)告了自己的發(fā)現(xiàn)，因此 NASA 的其他科學(xué)家已經(jīng)開始將線粒體變化和常見的太空相關(guān)心血管問題聯(lián)系起來。
既然現(xiàn)在線粒體問題已經(jīng)被認(rèn)定是許多太空旅行相關(guān)健康風(fēng)險(xiǎn)的原因，那么就有望制定出相應(yīng)的對策?！拔覀円呀?jīng)有很多已經(jīng)獲批的藥物，可治療各種線粒體疾病，因此用到這一領(lǐng)域來說也更容易?！盉eheshti 提出，“如今近在眼前的下一個(gè)目標(biāo)，就是使用太空中的動(dòng)物和細(xì)胞模型來檢驗(yàn)其中一些藥物的效果?！?br> 翻譯：阿金
審校：戚譯引
引進(jìn)來源：CELL PRESS
引進(jìn)鏈接: https://eurekalert.org/emb_releases/2020-11/cp-dim111920.php


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