原標(biāo)題:我們在“天舟一號”研究骨質(zhì)疏松

王金福教授(中)和學(xué)生在海南文昌發(fā)射中心合影

這個“五一”假期,浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王金福教授和他領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊很忙碌。原來,4月27日晚,中國第一艘貨運(yùn)飛船“天舟一號”飛行任務(wù)取得圓滿成功,空間實(shí)驗(yàn)室飛行任務(wù)實(shí)現(xiàn)完美收官。其中搭載的人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞實(shí)驗(yàn),正出自王金福團(tuán)隊之手。這一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)將能夠解答在太空微重力環(huán)境下人體骨鈣的流失機(jī)制,為科學(xué)家找出骨質(zhì)疏松的預(yù)防和治療方案。

宇航員易患“骨質(zhì)疏松”

宇航員這個職業(yè)有諸多風(fēng)險,遭受嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松就是其中之一。研究發(fā)現(xiàn),微重力環(huán)境中,航天員每月平均有0.5%至2%的骨質(zhì)丟失,宇航員在太空中一個月的骨質(zhì)流失丟失相當(dāng)于孕婦近一年的骨質(zhì)流失?；氐降厍蚝?航天員骨質(zhì)恢復(fù)時間要長于飛行時間2至3倍,甚至不能完全恢復(fù)。

“宇航員在太空會出現(xiàn)明顯的骨質(zhì)變化,表現(xiàn)類似于骨質(zhì)疏松。”王金福對本報記者表示,正常人體內(nèi)的骨質(zhì)總是保持著動態(tài)平衡,生成量和流失量基本一致。宇航員的骨質(zhì)疏松有兩方面原因,一是骨丟失增加,二是骨生成能力減少。

本次在“天舟一號”上開展的太空干細(xì)胞實(shí)驗(yàn),旨在更細(xì)致地揭示人體干細(xì)胞定向分化為骨細(xì)胞的過程,這個過程在太空這樣的微重力環(huán)境下會發(fā)生顯著的變化。

其實(shí),去年4月份,王金福團(tuán)隊就將一批人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞送上“實(shí)踐十號”返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。研究發(fā)現(xiàn),微重力環(huán)境下,人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞定向分化骨細(xì)胞的能力被抑制,反而轉(zhuǎn)向分化為脂肪細(xì)胞。

“為什么生成骨細(xì)胞的能力會降低?通俗一點(diǎn)講,就是由于細(xì)胞內(nèi)指令發(fā)生變化,不會引導(dǎo)骨細(xì)胞的生成,而去引導(dǎo)脂肪細(xì)胞分化?！蓖踅鸶Ｕf。

對照實(shí)驗(yàn)反映細(xì)胞變化

4月27日晚,天舟一號飛行任務(wù)取得圓滿成功,空間實(shí)驗(yàn)室飛行任務(wù)實(shí)現(xiàn)完美收官。王金福團(tuán)隊開始對傳輸回地球的人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞太空影像進(jìn)行觀察分析。

與去年有所不同,本次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了太空影像的實(shí)時傳輸?！巴ㄟ^實(shí)時傳輸,我們觀察到,在太空環(huán)境下的細(xì)胞形態(tài)的變化,以及細(xì)胞內(nèi)蛋白分布的變化,而這些變化正是影響細(xì)胞內(nèi)指令發(fā)生變化的重要因素?！蓖踅鸶Ｕf,這次太空實(shí)驗(yàn),可以反映出細(xì)胞外的力學(xué)信號變化如何影響細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)信號變化。

在太空實(shí)驗(yàn)過程中,研究人員同時在地面實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了相關(guān)對照實(shí)驗(yàn)。據(jù)王金福介紹,在地球上,細(xì)胞受到力的作用,細(xì)胞內(nèi)部的蛋白會聚集形成黏著斑,形成斑點(diǎn),數(shù)量比較多。而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在太空環(huán)境中,蛋白黏著斑數(shù)量很少且斑點(diǎn)很小。

“這說明失重環(huán)境導(dǎo)致關(guān)鍵蛋白分布產(chǎn)生變化?！蓖踅鸶１硎?通過兩次試驗(yàn),課題組初步判定,在空間失重環(huán)境條件下,微重力會導(dǎo)致干細(xì)胞分化成骨細(xì)胞的能力降低。

研究成果將造福大眾

為探索太空而發(fā)展出的科學(xué)技術(shù)亦能造福普通人。隨著中國人口的日益老齡化,老年性疾病特別是骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率也在同步增長?？茖W(xué)家預(yù)計,2050年中國骨質(zhì)疏松癥病人將激增至2億多人,占人口的13.2%。

專家介紹,骨質(zhì)疏松被稱為“無聲殺手”,早期患者無癥狀,一旦出現(xiàn)癥狀,骨鈣常常丟失達(dá)50%以上。骨質(zhì)疏松癥伴有骨脆性增加,易于發(fā)生骨折,是目前世界上絕經(jīng)后婦女、中老年人中發(fā)病率、死亡率及保健費(fèi)用消耗較高的疾病之一。

“通過了解骨質(zhì)疏松的分子機(jī)制,對骨質(zhì)疏松預(yù)防和有效治療具有指導(dǎo)意義,同時針對分子靶點(diǎn),還可以進(jìn)行靶向性藥物的研發(fā)。”王金福表示,下一步,科學(xué)家將在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上找到治療靶點(diǎn),探索骨質(zhì)疏松的預(yù)防和治療方案。