為什麼科學家要在太空中培育人體器官?
2020年07月13日08:50

  

  新浪科技訊 北京時間7月13日消息,據國外媒體報導,人們在太空環境下,零重力可能會影響人體器官正常生長,這就是為什麼太空實驗頗有價值,宇航員在國際空間站進行了一系列科學實驗,從生物科學的新視角去探索人體組織的生長之謎。

  重力通過影響蛋白質和基因在細胞內的相互作用,從而干擾細胞行為,產生極化組織,這是自然器官發育的一個基本步驟。然而,當我們試圖在實驗室為醫學移植複製複雜三維組織時,重力對發育進程進行了干擾。

  實驗室培育人體器官和組織

  為了在實驗室培育器官組織,科學家使用支架提供一個細胞表層,附加在預先確定的剛硬結構上。例如:一個人造腎臟需要特定結構或者支架來供給腎臟細胞生長。的確,這種策略有助於人體組織在早期階段形成,但長期來看存在一些問題,例如:人工合成支架或者錯誤的結構會產生終極免疫反應。

  相比之下,在失重條件下,細胞可以自由組織成正確的三維結構,而不需要支架基質。在太空零重力條件下,研究人員發現人體組織生長的可能新方式,例如:不使用支架生長的軟骨和血管,在人工環境中模擬它們的自然細胞排列,雖然這並不是在子宮中發育過程(畢竟子宮也會受到重力影響),但太空零重力環境對於研究人體器官組織生長具有一定的優勢。

  國際空間站正在進行該項研究,目前宇航員整操作一系列實驗用來研究優化組織生長,分析基礎科學、個性化醫學和器官移植。

  但我們在太空環境中培育器官組織還有其他原因,長期太空任務會使宇航員的身體發生一系列生理變化,隨著時間的推移,人體一些生理變化是可逆的,而另一些則不然,這將危及未來的人類航天飛行。

  研究宇航員執行太空任務前後的身體狀態,可以揭示他們的器官出現怎樣的變化,但對於造成觀察到變化的機製,卻無法解釋其形成原因。因此,在太空中生長人體組織可以補充此類研究,並有助於探索解決方案。

  目前我們所知的所有生命形式都是在微重力環境下進化的,如果沒有重力,我們的大腦可能會以不同軌跡進化,或者我們的肝臟可能不會像在地球生活期間那樣過濾體內毒素。

  通過在太空環境中重建胚胎器官的形成過程,我們可以預測人體子宮胚胎如何發育。在國際空間站,宇航員的科學實驗室正在進行一些有關人腦有機器官的研究,旨在瞭解零重力對人類大腦發育的影響。這些項目將對未來人類殖民太空具有深遠意義,同時,這些研究還將不斷改善人造器官質量,更好地適應藥物測試和治療。(葉傾城)

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