如何解决宇航员“腿软”？天舟一号实验或将解答

中国互联网事务:如何解决宇航员的“软腿”？天舟一号空间科学实验可能给出解决方案

新华社杭州4月28日电(记者朱涵)27日晚，天舟一号任务圆满成功，太空实验室任务圆满完成。浙江大学王金富分校的团队正在观察和分析传回地球的人类骨髓间充质干细胞的空间图像。这个实验将能够回答太空微重力环境中骨钙流失的机制。科学家将在实验的基础上找到骨质疏松症的治疗目标和防治计划。

为什么宇航员有“柔软的腿”？

宇航员在一段时间的太空飞行后回到地球后，通常会感到“腿软”和难以站立，这是由于宇航员体内大量的骨钙流失。

在正常情况下，人体内的骨骼始终保持动态平衡，生成和丢失的骨骼数量基本相同。然而，在太空微重力环境下，这种平衡被打破，骨质疏松症是宇航员面临的一个普遍问题。

"宇航员的骨质疏松症是由骨丢失增加和骨生成减少引起的."浙江大学生命科学学院的王金富教授说。去年，王金富的团队将一组人类骨髓间充质干细胞送往“实践10”微重力科学实验卫星。研究人员发现，经历太空飞行的干细胞不能分化成成骨细胞，而是脂肪细胞。

“孕妇是骨质流失较为常见的人群，但宇航员在太空中一个月的骨质流失相当于孕妇10个月的骨质流失。“研究人员说，由于骨形成速度缓慢，即使宇航员返回地面，骨质疏松症的症状也会持续很长时间。

王金富说，尽管研究人员已经就宇航员的“骨质疏松症”现象得出了科学结论，但在真实的太空环境中还没有详细观察到干细胞定向分化为骨细胞的过程。天舟一号实验将进行为期7天的干细胞“天地”对比观察。

成千上万的人类骨髓间充质干细胞升入天堂。

天舟一号的干细胞不会像宇宙飞船一样返回地球。天舟1号上的生物反应器是一个15公斤的微波炉大小的盒子，有24个“站”和两个“站”，装有数万人骨髓间充质干细胞。同一天，在周一号和天宫二号对接后，反应堆开始工作。

实验过程中，反应器通过密集的管道将培养液输送给干细胞，并排出废液。装载在反应堆中的微型摄像机可以将干细胞的图像和图像数据实时传回地面。当在太空中做实验时，应该考虑很多细节，比如管道的密封性，细胞是如何保存的等等。为了单独开发一个可靠的生物反应器，科学家们花了三年时间。

这个实验是为了实时观察细胞形态和细胞结构，特别是干细胞中关键蛋白的分布，以及机械信号是如何从细胞外传导到细胞内的研究人员说，在地球上，细胞受到力和它们的形态变化的影响。细胞中的蛋白质将聚集形成粘附点，这将诱导相关酶的活化和干细胞向成骨细胞的分化。

在这七天里，研究人员还在地面实验室进行了相关的控制实验。如果空间群干细胞中的蛋白质粘附点减少或不形成，将直接影响细胞分化王金富说。

根据研究人员对太空图像的初步观察和分析，干细胞在太空中正常存活，结果符合实验预期。

研究结果有望治疗骨质疏松症

人类骨髓间充质干细胞的实验不仅解决了宇航员为什么有“软腿”的问题。事实上，在微重力环境下，人骨髓间充质干细胞分化为脂肪细胞而不是成骨细胞，这与骨质疏松症的症状非常相似。

骨质疏松症是中老年人尤其是女性最常见的骨病，也是骨折的重要原因之一，极大地增加了老年人的致残率和死亡率。根据国际骨质疏松基金会2013年发布的一份报告，中国已成为世界上骨质疏松症患者最多的国家，50岁以上人群的发病率约为15.7%。

通过研究骨质疏松症的分子机制，可以找到关键靶点，有望解决骨质疏松症的预防和有效治疗问题。

例如，可以为人类骨髓间充质干细胞的关键信号分子设计药物，特别是调节联合信号分子和提高细胞内分化酶的活性王金富说，研究小组已经在实验室使用小分子物质来调节和增加失重状态下骨细胞的生成。这一成果有望应用于缓解和治疗骨质疏松症。