科技日報(bào)記者 劉霞
美國梅奧診所兩名科學(xué)家在新一期自然出版集團(tuán)旗下《微重力》雜志發(fā)表論文稱，他們研究發(fā)現(xiàn)國際空間站上的微重力環(huán)境可以增強(qiáng)干細(xì)胞的再生潛力。在這種特殊環(huán)境下生長的干細(xì)胞，展示出與眾不同的“特質(zhì)”，未來有助加速新藥研發(fā)進(jìn)程，可為治愈疑難雜癥提供新“武器”。
然而，也有科學(xué)家對此持謹(jǐn)慎態(tài)度。他們認(rèn)為目前在太空培育干細(xì)胞還處于起步階段，還有一些未知因素需要探索。比如，長期暴露在微重力環(huán)境下，干細(xì)胞是否會喪失部分功能？這些細(xì)胞在返回地球后，功能和活力是否會有很大變化？
環(huán)境促進(jìn)細(xì)胞生長
梅奧診所再生生物治療中心研究專家費(fèi)伊·阿布爾·加尼和阿巴·祖拜爾等分析了在國際空間站開展的三次干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。他們想要解答一個(gè)疑問：太空能成為孕育大量干細(xì)胞的搖籃嗎？
人體骨髓和脂肪組織內(nèi)的成人干細(xì)胞數(shù)量有限。為獲得足夠多的干細(xì)胞用于臨床研究，以及供患者使用，必須對干細(xì)胞進(jìn)行增殖。然而，這一過程不僅成本高、耗時(shí)長，而且得到的干細(xì)胞質(zhì)量還可能參差不齊。
與在地球?qū)嶒?yàn)室環(huán)境中培育干細(xì)胞相比，微重力環(huán)境可以促進(jìn)干細(xì)胞更好地生長。加尼解釋稱，太空干細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)了在正常重力環(huán)境下無法檢測的細(xì)胞機(jī)制。這讓他們對干細(xì)胞是如何增殖、如何發(fā)揮作用，以及是如何變形為特化細(xì)胞有了全新認(rèn)識。所謂特化細(xì)胞指喪失分裂能力，但保持生理機(jī)能的細(xì)胞，如神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞等。
中國天津大學(xué)藥學(xué)院研究員劉子川表示，太空中的微重力環(huán)境可使干細(xì)胞回歸至更原始和未分化的狀態(tài)，可用于延緩衰老、形成類器官等。
蘊(yùn)藏較大臨床潛力
祖拜爾等人開展的研究表明，在失重狀態(tài)下生長的幾種干細(xì)胞，蘊(yùn)藏著較大的臨床潛力。
例如，間充質(zhì)干細(xì)胞是一種成體干細(xì)胞，其能分泌具有愈合潛力的生長因子。他們的研究已經(jīng)證明，在微重力條件下擴(kuò)增的間充質(zhì)干細(xì)胞，比起地球上生長的同類細(xì)胞，免疫抑制能力更勝一籌。
造血干細(xì)胞是血液系統(tǒng)中的成體干細(xì)胞，具有長期自我更新的能力，以及分化成各類成熟血細(xì)胞的潛能。研究結(jié)果顯示，在國際空間站上生長的造血干細(xì)胞，不僅生命力旺盛，還能擴(kuò)增并分化為紅細(xì)胞或白細(xì)胞，未來或許能成為治療血癌的“秘密武器”。
心血管祖細(xì)胞則是血管和心肌的構(gòu)建模塊，在修復(fù)心肌方面起著至關(guān)重要的作用。加尼稱，在太空中培養(yǎng)的心血管祖細(xì)胞，或許能為修復(fù)心臟病發(fā)作后受損的組織提供全新的選擇。
神經(jīng)干細(xì)胞存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)，在大腦發(fā)育、維護(hù)和修復(fù)方面起關(guān)鍵作用。在微重力環(huán)境下，神經(jīng)細(xì)胞會擴(kuò)增。加尼等人正緊鑼密鼓地研究，在太空中生長的神經(jīng)細(xì)胞，是否能為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供替代療法。
加尼認(rèn)為，太空培養(yǎng)的干細(xì)胞能被用于在培養(yǎng)皿中重現(xiàn)癌癥和其他疾病的逼真模型，利用這些模型，可跟蹤疾病進(jìn)展情況，并測試新療法的療效。
研制之路并非坦途
盡管在太空培育的干細(xì)胞蘊(yùn)含巨大的研究和應(yīng)用潛力，但其研制之路仍挑戰(zhàn)重重。
首先，培育出來的干細(xì)胞長期暴露于太空微重力環(huán)境，可能會變得“軟弱無力”，失去原有的功能和活力。
其次，隨著時(shí)間的推移，太空輻射可能會損傷細(xì)胞的DNA并影響其生長。
此外，也有科學(xué)家擔(dān)心，在微重力環(huán)境下生長的細(xì)胞可能會發(fā)生癌變。對此，祖拜爾表示，他們在太空培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞中，沒有發(fā)現(xiàn)可能引發(fā)癌癥的“蛛絲馬跡”。
加尼強(qiáng)調(diào)，在太空培育干細(xì)胞目前還處于早期階段，失重狀態(tài)會對增殖細(xì)胞產(chǎn)生何種影響目前仍是未知數(shù)，亟待更多科學(xué)數(shù)據(jù)、深入研究和充足資金，來揭開其“神秘面紗”。未來，隨著對太空的進(jìn)一步探索，利用太空推進(jìn)再生醫(yī)學(xué)發(fā)展，干細(xì)胞應(yīng)用將開啟新的篇章。
