2018年上映的電影《毒液》取得了不錯的票房，電影的主角是一位特殊的“寄生軟體星人”，它擁有令人羨慕的身體自愈能力，即便被打成肉泥或是一灘水但是只要有足夠的時間他就可以恢復。而最近有研究表明在微重力（失重）的環境下，人體的再生速度也有望加快！ 

　　大家都知道蠑螈是一種具有極強再生潛能的脊椎動物，最近一篇關于12項太空飛行實驗和模擬微重力研究數據的最新綜述表明微重力對蠑螈體內依賴干細胞的組織再生過程沒有負面影響。相反，他們發現一些組織再生速度更快，更有生命力。這些有價值的體內數據對于理解和控制太空中人體組織修復和再生能力有著重要意義，相關綜述文章于近日發表在《Stem Cells and Development》上。這么有意思的實驗在地球上可是很難開展的，實際上，這種研究屬于空間生命科學與生物技術領域的范疇，那么你了解這個領域嗎？ 

　　空間生命科學與生物技術是隨著人類空間活動，特別是載人空間探索發展起來的新興交叉學科，各航天大國和機構均將空間生命科學與生物技術列為重點發展的學科之一。 

　　空間生命科學與生物技術領域主要研究兩大類科學問題：一是地球生物（包括人類）在進入空間后的響應、生存、適應和變化規律等科學問題，二是探索宇宙中生命的起源與演化的科學問題。生命是最復雜的物質存在形式，包括人類在內的地球生物的生存和演化一直是在地球環境下實現的，在空間條件下研究生命的響應和變化是深刻認識生命現象本質的重要途徑，也是人類長期太空探索活動的需要。 

　　生命起源是最基礎的科學問題，空間研究是探索這一重大科學之謎的主要途徑，涉及形成生命的元素、分子和早期形成條件、地外天體的生命存在可能性和宜居性等。空間生物技術旨在利用空間微重力等特殊條件開發新的生物材料、種質資源、藥物和醫療技術，為提高人類健康水平和農林業發展服務。 

　　  

　　那么，空間生命科學與生物技術領域主要研究內容包括哪些領域呢？ 

　　空間重力生物學： 

　　采用各種生物個體、組織、細胞的不同層次實驗對象，研究微重力環境下的生物學效應，揭示微重力（及空間復合環境）下生物體及不同層次的重力感知、信號轉導、響應和長期影響等機理，并建立對應的預防措施和保障策略。 

　　空間輻射生物學： 

　　通過探索空間輻射環境下生命分子結構和功能的變化，揭示空間輻射（及復合空間環境）與不同遺傳背景生物體相互作用及損傷機理等，建立輻射損傷風險評估和預警方法，開發輻射醫學防護方案和技術。 

　　空間生物技術： 

　　在微重力環境下制備高質量蛋白質晶體，更好地解析結構-功能關系；發展生物分子組裝技術，開展細胞培養、三維組織（器官）培養（含3D生物打?。┑?，研制新型生物和醫學材料；利用空間環境誘導和培育新的生物品種；發展特效藥物和新型的疾病預防、診斷、治療技術并轉移到地面相關產業和醫療行業。 

　　空間生物再生生命支持系統研究： 

　　研究空間微重力（和月球、火星低重力）下的陸生或水生生命保障系統的基礎性問題（生物材料和系統構成、空間生長動力學、供受循環匹配、產出效能，生物學廢物處理等），為長期載人探索的再生生命保障系統提供解決方案。 

　　綜合、交叉與前沿探索研究： 

　　哺乳動物胚胎發育和空間生殖生物學；空間條件下生命分子合成和宇宙生命早期形成實驗；空間生物力學、空間亞磁生物學實驗；空間輻射條件下的微生物變異和生物安全。 

　　創新的生物學分析和檢測技術： 

　　適于空間站使用的微小型基因組測序技術；基于納米和生物芯片等的高靈敏度生物分析和檢測技術，新型高性能光學、激光、光譜等生物學分析和檢測技術等。 

　　截止到目前，我國已經在空間生命科學領域取得大量成果。例如，天宮二號成功實現了我國首次為期6個月的植物“從種子到種子”全生命周期培養，驗證了利用光周期反應原理調控植物生長的設想，發現植物的生物節律在微重力下受到抑制、植物開花基因在微重力下的表達與運轉規律，以及微重力促進葉脈網絡發育等結果。為后續在太空條件下成功地實現糧食與蔬菜的生產，為航天員長期空間生活提供食物來源奠定了基礎。 

圖片來源：http://www.csu.cas.cn/gb/kxcb/kpdt/201901/t20190123_5234218.html 

　　我國天舟一號首艘貨運飛船上開展了微重力對細胞增殖分化影響研究，人胚胎干細胞首次在微重力下分化為生殖細胞并存活33天，胚胎干細胞實驗在國際上首次實時觀察到了太空微重力條件下小鼠胚胎干細胞在軌15天的增殖過程，研究發現空間微重力有利于胚胎干細胞的干性維持，空間微重力環境更有利于干細胞的三維生長。


圖6-3 OCT4-GFP小鼠胚胎干細胞在太空微重力環境下生長發育過程的實時顯微照片 綠色熒光代表多能性基因OCT4的表達（標尺=100 μm）圖片來源：參考文獻2 

　　隨著我國空間站即將發射升空，屆時將在我國空間站進行多項空間生命科學與生物技術的科學技術研究，空間生命科學研究和生物技術所獲取的創新知識和技術將為提高人民生活質量、健康水平和新興產業發展發揮重大效益。 

　　  

　　參考文獻： 

　　[1]Eleonora N. Grigoryan和Elena A. Radugina，Behavior of Stem-Like Cells, Precursors for Tissue Regeneration in Urodela, Under Conditions of Microgravity，Stem Cells and Development 

　　[2]Xiaohua L , Yujing C , Ying Z , et al. Effect of microgravity on proliferation and differentiation of embryonic stem cells in an automated culturing system during the TZ-1 space mission[J]. Cell Proliferation, 2018:e12466-. 

失重環境下人體組織的再生有望變快

圖文簡介

摘要：2018年上映的電影《毒液》取得了不錯的票房，電影的主角是一位特殊的“寄生軟體星人”，它擁有令人羨慕的身體自愈能力，即便被打成肉泥或是一灘水但是只要有足夠的時間他就可以恢復。而最近有研究表明在微重力（失重）的環境下，人體的再生速度也有望加快！