《Cell》等30多篇文章填补教科书空白：太空旅行会对健康产生什么影响？

　　

具有历史意义的NASA双胞胎研究最近公布了双胞胎宇航员Scott和Mark Kelly的最新研究结果，从中提供了有关在太空长时间生活，会对健康产生什么影响的新信息。

这项教科书实验意义的研究项目由数十个学术机构，政府，航空航天和工业团体的200多名研究人员合作完成，11月25日在Cell，Cell Reports，Genome Research和iScience等杂志中公布了30篇科学论文。

这项研究是涵盖研究人员对太空飞行基本特征了解的总体论文，代表了有史以来规模最大的一组太空生物学和宇航员健康影响数据。

染色体末端研究，对衰老有影响

端粒是染色体末端的保护性“帽”，随着年龄的增长而缩短。端粒长度的巨大变化可能意味着一个人有加速衰老的风险，或者伴随着年龄增长而罹患疾病，例如心血管疾病和癌症。

研究人员对进入太空的小鼠和人类的研究表明，由于重力，辐射暴露和其他因素的变化，细胞能量产生机制的关键部分线粒体可能功能失调。

乔治敦大学肿瘤学副教授Evagelia C. Laiakis博士说：“我们研究小组的工作集中在被送入太空的小鼠肌肉组织，并与研究不同小鼠组织的其他科学家的分析进行了比较。尽管我们每个人都研究了不同的组织，但我们都得出了相同的结论：线粒体功能受到太空旅行的不利影响。”

宇航员在低地球轨道的国际空间站上呆了大约六个月，该轨道受到保护，免受某些空间辐射的影响。尽管有这种保护，科学家们发现了DNA损伤的证据，这可能是潜在的健康影响的警告信号。

氧化应激的新发现

研究小组还发现，太空飞行过程中的慢性氧化应激导致了他们观察到的端粒变化：宇航员通常在航天飞行后的端粒比以前短。

为了对这些发现有更多的了解，科罗拉多州立大学教授Susan Bailey比对研究了珠穆朗玛峰这种极端环境中攀登者的情况，从中研究小组发现了类似的证据表明攀登者存在氧化应激和端粒长度变化。

Bailey说，当发生慢性氧化应激时，会损害端粒。

“正常的血细胞正在死亡，它们试图适应新的环境。一些细胞会激活另一条途径来保持其端粒的运转。这类似于某些肿瘤发生的情况。某些细胞是从该过程中产生的。我们认为太空飞行也是如此。”

这种机制被称为端粒的替代性延长（alternative lengthening of telomeres，ALT），这是一个出乎意料的发现。“通常会在癌症或正在发育的胚胎中看到这种情况。”

照顾好端粒

这一新发现对未来在月球上建立基地或前往火星，甚至作为太空旅行者具有启示意义。长期探索任务将延长到保护地球之外的更多时间和距离。

尽管在太空中更长的端粒看起来是件好事，甚至可能是“青春的泉源”，但Bailey说，她怀疑故事的结局有所不同。

“受到空间辐射诱导的DNA损伤（例如染色体倒置）的细胞的寿命延长或永生，是增加患癌风险的良方。”她和团队在太空飞行期间和之后观察到所有机组人员出现染色体倒置的频率增加了。

“端粒确实反映了我们的生活方式-无论是在地球上还是地球外。” “我们的选择确实会影响我们老化的速度或程度。重要的是要照顾好端粒。”

其它发现

太空旅行会导致某些新陈代谢作用发生变化，它们包括：

1.分离的细胞比整个器官受到的影响更大
2.肝脏的变化比其他器官更明显
3.线粒体功能受到影响

（生物通）

原文检索：

Cell, da Silveira et al.: "Multi-Omics Analysis Reveals Mitochondrial Stress as a Central Hub for Spaceflight Biological Impact" https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)31461-6

Fundamental Biological Features of Spaceflight: Advancing the Field to Enable Deep Space Exploration

Temporal Telomere and DNA Damage Responses in the Space Radiation Environment

Telomere Length Dynamics and DNA Damage Responses Associated with Long-Duration Spaceflight

Haplotype Diversity and Sequence Heterogeneity of Human Telomeres