“器官再生”的神奇密碼 地球人和太空移民也許都等得到

　　全世界無數的科學家都在尋找“器官再生”的鑰匙，希望讓人類擁有壁虎一樣的本領，使受損的器官能夠再生。這樣的尋覓一直延續到了太空。

　　4月20日，“天舟一號”貨運飛船成功發射，一項“空間微重力環境對胚胎干細胞增殖、分化影響的研究”也隨著飛船送上太空。這項干細胞研究雖然還無法讓“器官再生”的夢想立即實現，卻邁出了探索的一步。

　　器官再生，21世紀可望實現的新突破

　　壁虎的尾巴切除后可以再生出來；海參遇到危險時，會將自身的內臟器官從身體尾部噴射出去，幾個星期后再長出新的內臟器官。

　　人類的器官除了肝臟之外，通常無法再生。科學家一直的夢想就是將受損或因疾病而引起功能性障礙的器官再生出來。

　　通過器官移植和人工器官可以使因疾病或手術而引起功能障礙的器官再次發揮功能，這種方法稱為器官再生，這種醫學稱為再生醫學。

　　人類對器官移植和人工器官的研究正在不斷開展。21世紀起這方面的研究取得了許多突破：可以通過細胞培養而使血管和皮膚再生，并期望可以將位于骨髓等處的幼稚干細胞制成具有各種作用的組織或器官。

　　器官再生，因為在人體外進行培養，所以與工廠中制造的產品相似，出現了細胞工程、組織工程、器官工程等術語，其中器官的組織水平再生工程目前初步實現，組織工程成為今后醫學的重要領域。

　　“去太空培養干細胞” 微重力效應會帶來啥變化？

　　據相關科學家介紹，干細胞生物學是如今備受矚目的研究領域之一，是組織工程和再生醫學研究的上游學科。干細胞的重要功能是維持和控制細胞的再生能力，并具有自我更新復制能力和多分化潛能，可分化為多種組織細胞類型。

　　近些年，美國宇航局將空間干細胞培養作為重點研究的課題。2015年美國宇航局研究人員公布了空間干細胞生長和組織再生方面的成果，其研究結果表明，太空微重力環境影響了小鼠擬胚體在太空的分化能力，抑制了譜系分化基因的表達。

　　但有意思的是這些未分化的擬胚體在返回地面后繼續培養能夠進一步分化。此外，美國加州大學科學家在微重力模擬實驗中發現，微重力可以激活某些遺傳途徑，在受損組織再生時開始運作。

　　“空間微重力效應是否影響干細胞增殖和分化？能否利用空間微重力獨特的條件開展干細胞大規模擴增和組織工程構建呢？這些問題是目前空間生物學研究的前沿和熱點問題。”中國科學院動物研究所工程師雷曉華說。

　　雷曉華說：“我們前期在地面實驗中，發現在模擬微重力效應條件下，小鼠胚胎干細胞分化能力增強，并且已發現引起這種變化的關鍵基因和分子信號通路。”

　　“模擬微重力效應并不是真實的微重力條件，只有太空才能提供真實的微重力環境，所以我們將利用空間實驗機會，探討太空微重力環境下小鼠胚胎干細胞的增殖、分化特征，同時與地面實驗結果比對，全面了解微重力對胚胎干細胞增殖、分化的影響。”雷曉華說。

　　據介紹，中國科學院動物研究所的科學家先后利用實踐八號、實踐十號返回式衛星開展了空間生命科學實驗。他們在實踐十號衛星上，獲得了太空中小鼠早期胚胎發育的實時顯微攝影圖片，在世界上首次觀察到哺乳動物早期胚胎在太空微重力條件下能夠分裂并且發育到囊胚階段。

　　服務地球，或許還能服務未來的太空移民

　　在“天舟一號”上，中國科學院動物研究所段恩奎研究員帶領的團隊搭載了小鼠胚胎干細胞、小鼠擬胚體，通過普通光和熒光顯微成像技術觀察干細胞在太空中增殖和分化過程。同時地面將開展平行實驗，通過天地比對，初步了解空間微重力環境影響干細胞增殖和分化的情況。

　　“從實踐八號、實踐十號衛星再到天舟一號的實驗是有連續性的。我們計劃在未來中國空間站上繼續這些研究，探討能否在太空培育出胚胎，甚至讓小鼠在太空中出生。而對于胚胎干細胞研究，我們將探索能否培養出有功能性的類組織，比如一個跳動的心肌，或者腎、肝、脾組織。這是我們未來想要努力的方向。”雷曉華說。

　　這項實驗將為更好地實現胚胎干細胞的體外大量擴增，更好地利用多能干細胞分化潛能提供一種新思路，為多能干細胞在組織工程和再生醫學中的應用探索一種新途徑，最終為未來利用多能干細胞服務于人類健康提供幫助。

　　“或許人類未來可以到太空誘導干細胞生長出某種組織器官，服務于地球上的人類。另一方面，未來的太空移民中，如果人類因傷病造成器官損傷，就可以再生修復這些器官。”雷曉華說。

　　“天舟一號”上的所有生命科學實驗都是通過注入指令和遙控飛船上的實驗設施來進行的，確實非常困難。科學家希望未來能夠進入中國空間站親自操作，來完成這些空間生命科學實驗。

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