斯克里普斯参议所的科学家们揭示了微重力对脑细胞的影响。
家喻户晓,微重力会影响肌肉、骨骼、免疫系统和默契,但它对大脑的具体影响在很猛流程上仍未被探索。为了探询这个问题,斯克里普斯参议中心(Scripps Research)的科学家们与纽约干细胞基金会互助,将被称为“类器官”的轻微脑细胞簇送到海外空间站(ISS)。这些类器官开始于干细胞,旨在模拟大脑发育的某些方面。
值得把稳的是,这些类器官在轨谈上停留了一个月后仍然健康复返。然则,与地球上滋长的同类器官比拟,它们的熟谙速率更快。披露在天外中的细胞更接近都备发育的神经元,并傲气出专科化的早期迹象。这些发现最近发表在《干细胞回荡医学》杂志上,为天外旅行怎样影响神经发育和大脑功能提供了新的主意。
“这些细胞在天外中存活的事实是一个很大的惊喜,”共同资深作家珍妮·洛林博士说,她是分子医学系的名誉莳植,亦然斯克里普斯参议中心再生医学中心的首创主任。“这为改日的天外履行奠定了基础,咱们不错将大脑中受神经退行性疾病影响的其他部位纳入其中。”
微重力要求下类器官参议的立异步调
在地球上,参议小组哄骗干细胞制造了由皮质神经元或多巴胺能神经元构成的类器官,这些神经元群在多发性硬化症和帕金森病中受到影响,洛林依然参议了几十年。一些类器官还包括小胶质细胞,这是一种驻留在大脑中的免疫细胞,用于参议微重力对炎症的影响。
类器官频繁滋长在养分丰富的液体培养基中,必须按时更换,股票投资以确保细胞有实足的养分,并打消废料。为了幸免在海外空间站上进行履行室责任,该团队开创了一种步调,不错在冷冻瓶中培养比频繁更小的类器官 —— 这种小而密封的小瓶当先是为深度冷冻而缱绻的。
这些类器官是在肯尼迪空间站的履行室里制备的,然后放在一个小型孵化器里运往海外空间站。在轨谈上呆了一个月后,它们复返了地球,在哪里,团队阐扬他们是健康和无缺的。
微重力环境下基因抒发与细胞加快熟谙
为了参议天外环境怎样影响细胞功能,参议小组将细胞的RNA抒发时势(一种基因活性的测量步调)与留在地球上的讨论的“大地规律”类器官进行了比较。令东谈主诧异的是,他们发现,与大地对照比拟,配资平台在微重力环境下滋长的类器官具有更高水平的与熟谙关系的基因,而与增殖关系的基因水平较低,这意味着披露在微重力环境下的细胞比在地球上滋长得更快,复制得更少。
洛林说:“咱们发现,在这两种类型的类器官中,基因抒发谱比大地上的器官更具有更陈腐发育阶段的特征。”“在微重力下,它们发育得更快,但热切的是要知谈这些不是成年神经元,是以这并不可告诉咱们任何干于虚弱的事情。”
参议小组还指出,与他们的假定相背,在微重力下滋长的类器官中,炎症和压力关系基因的抒发更少,但需要更多的参议来详情原因。
洛林预见,与在旧例履行室要求下和重力存不才滋长的类器官比拟,微重力要求可能更接近于大脑细胞所资历的要求。
“微重力的特征可能也在东谈主们的大脑中起作用,因为微重力中莫得对流 —— 换句话说,物体不迁徙,”洛林说。“我合计在天外中,这些类器官更像大脑,因为它们不会被一大堆培养基或氧气冲洗。它们绝顶独处;它们造成了肖似小脑的东西,是大脑的缩影。”
这篇论文样子了该团队的第一次天外任务,但从那以后,他们又向海外空间站辐射了四次任务。每一次,他们都复制了第一次任务的要求,并加多了迥殊的履行。
“咱们筹商作念的下一件事是参议大脑中受阿尔茨海默病影响最大的部分,”洛林说。“咱们还思知谈神经元在空间中互相贯穿的姿首是否存在相反。关于这类参议,你不可依靠早期的责任来展望恶果,因为莫得早期的责任。不错说,咱们在底层;在天外中,但在大地。”