人类心脏细胞在太空飞行期间和之后表现出非凡的适应性

11月7日发表在《干细胞报告》(干细胞报告)上的一项研究表明，干细胞来源的心肌细胞在太空飞行期间和之后表现出对环境的显著适应性。研究人员检测了在国际空间站培养5.5周的人类心脏细胞的细胞水平心脏功能和基因表达。暴露在微重力下会改变成千上万个基因的表达，但在返回地球后的10天内，大多数正常的基因表达模式会重新出现。

斯坦福大学医学院的高级研究作者Joseph C. Wu说：“我们的研究很新颖，因为这是首次使用人类诱导多能干细胞研究太空飞行对人类心脏功能的影响的研究。”“就其对人体的整体影响而言，微重力是一个未知的环境。像这样的研究可以帮助阐明人类细胞在太空中的行为，特别是在世界上越来越多、越来越长的太空任务中，比如去月球和火星。”

以往的研究表明，太空飞行可以诱发心脏功能的生理变化，包括心率下降、动脉压下降和心输出量增加。但到目前为止，大多数心血管微重力生理研究都是在非人模型中进行的，或者是在组织、器官或全身水平上进行的。对于微重力在细胞水平上对人类心脏功能的影响知之甚少。

为了解决这个问题，吴和他的合作者(包括研究生Alexa Wnorowski，博士后研究员Arun Sharma和前斯坦福大学研究生转宇航员Kathleen Rubins)研究了人类诱导多能干细胞衍生的心肌细胞(hiPSC-CMs)。他们通过对血细胞进行重新编程，从三个个体中产生了hiPSC细胞系，然后将它们分化为hiPSC-CM。

返回地球后，未加载的hiPSC-CM显示出正常的结构和形态。然而，它们确实通过改变跳动模式和钙循环模式来适应。然后，作为商业供应服务任务的一部分，beat的hiPSC-CM由SpaceX飞船发射到国际空间站。同时，在地面上培养地面对照hiPSC-CM进行比较。

此外，研究人员对国际空间站4.5周后和返回地球10天后收获的hiPSC-CM的RNA进行了测序。这些结果表明，在飞行、飞行后和地面控制样品之间有2635个基因差异表达。最值得注意的是，与线粒体功能相关的基因途径在未加载的hiPSC-CM中表达更多。样本对比显示，hiPSC-CM在太空飞行时采用了独特的基因表达模式，回到正常重力后，又回到了类似地面控制的模式。

我们很惊讶人类的心肌细胞能够快速适应其环境(包括微重力)。这些研究可能为长期太空飞行中可能有益于宇航员健康的细胞机制提供见解，或可能为改善地球心脏健康的新见解奠定基础。"

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