今年5月在維也納舉行的中國空間站國際合作機(jī)會(huì)公告發(fā)布儀式上，有關(guān)專家介紹，中國空間站核心艙計(jì)劃于2020年前后發(fā)射，全站預(yù)計(jì)于2022年建成并投入運(yùn)營。中國空間站將在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理和燃燒科學(xué)、空間天文和天體物理學(xué)等8個(gè)研究方向、30多個(gè)研究主題上開展大規(guī)模的空間科學(xué)研究和應(yīng)用。

　　浙大生命科學(xué)學(xué)院這個(gè)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目即屬于空間生命科學(xué)領(lǐng)域，旨在揭示微重力環(huán)境如何導(dǎo)致人體骨質(zhì)疏松的原因。

　　正常人的骨質(zhì)處在一種動(dòng)態(tài)平衡中，每天的骨質(zhì)流失量和生成量大致相當(dāng)，一旦失衡就會(huì)造成骨質(zhì)疏松。科學(xué)家很早就發(fā)現(xiàn)，太空的微重力環(huán)境會(huì)使宇航員的骨質(zhì)流失加劇�！霸袐D是另一個(gè)骨質(zhì)流失量高的人群。研究發(fā)現(xiàn)，宇航員在太空中一個(gè)月遭受的骨質(zhì)流失，相當(dāng)于孕婦10個(gè)月骨質(zhì)流失的量�！蓖踅鸶Ｕf。

　　后來人們又意識到，微重力環(huán)境在加劇骨質(zhì)流失的同時(shí)，還會(huì)減少骨質(zhì)生成。在這個(gè)方向，此前的研究多數(shù)是在地面模擬微重力條件下完成的，缺乏真實(shí)的太空實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2016年以來，浙大團(tuán)隊(duì)在“實(shí)踐十號”衛(wèi)星和“天舟一號”貨運(yùn)飛船中進(jìn)行兩次太空實(shí)驗(yàn)，取得重要進(jìn)展。

　　“在實(shí)踐十號衛(wèi)星上完成的實(shí)驗(yàn)表明，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。”王金福說，“實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分說明失重環(huán)境導(dǎo)致骨質(zhì)生成減少是宇航員骨質(zhì)疏松的主要原因之一�！�

　　天舟一號飛船上完成的實(shí)驗(yàn)，則進(jìn)一步確認(rèn)了細(xì)胞外力學(xué)信號的變化是引發(fā)干細(xì)胞分化方向變化的直接原因。飛船上搭載的生物反應(yīng)器能夠自動(dòng)拍攝太空微重力環(huán)境下細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并傳回地球。實(shí)驗(yàn)人員標(biāo)記出一系列關(guān)鍵蛋白，在正常重力環(huán)境下，它們能夠使細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)形成數(shù)量多、面積大的粘著斑。“在微重力環(huán)境下，我們看到這些粘著斑明顯減少，斑點(diǎn)也變小了�！边@個(gè)實(shí)驗(yàn)清楚揭示了細(xì)胞外力學(xué)信號如何改變細(xì)胞內(nèi)化學(xué)信號。

　　通過這些實(shí)驗(yàn)，浙大研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)描繪出一個(gè)明確的細(xì)胞信號通路，闡釋微重力如何環(huán)環(huán)作用，最終導(dǎo)致骨質(zhì)生成減少。現(xiàn)在，他們希望更進(jìn)一步，解釋這一過程中的數(shù)個(gè)關(guān)鍵基因?yàn)楹卧谖⒅亓Νh(huán)境下發(fā)生了重要變化。這將深化人們對微重力引發(fā)骨質(zhì)疏松的認(rèn)識，并為未來研發(fā)靶向藥物打下基礎(chǔ)。我國首個(gè)載人空間站成為研究團(tuán)隊(duì)第三次太空實(shí)驗(yàn)的理想平臺(tái)。

　　前兩次太空實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槿鄙偃说脑趫�，�?shí)驗(yàn)條件不同程度受限。在實(shí)踐十號衛(wèi)星上，為節(jié)省能耗，在4攝氏度的低溫保存細(xì)胞都成為一件奢侈的事。干細(xì)胞靠一個(gè)專門設(shè)計(jì)制造的裝置自主培養(yǎng)分化，實(shí)驗(yàn)人員在地面上只能得到太空中傳回的一些數(shù)據(jù)，但看不到細(xì)胞的樣子。只有等衛(wèi)星返回地球后，守候在著陸地點(diǎn)的科研人員才趕緊回收實(shí)驗(yàn)裝置，連夜運(yùn)回杭州，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步分析。在天舟一號上的實(shí)驗(yàn)則恰恰相反，他們看到了細(xì)胞在太空中的照片，但天舟一號完成任務(wù)后離軌隕落燒毀，意味著實(shí)驗(yàn)細(xì)胞無法回收。

　　相比之下，空間站優(yōu)勢明顯，供科學(xué)家們施展身手的條件寬裕多了。常駐空間站的宇航員將全程“呵護(hù)”實(shí)驗(yàn)細(xì)胞，隨時(shí)完成必要的實(shí)驗(yàn)操作。太空階段完成后，實(shí)驗(yàn)細(xì)胞可搭乘往返空間站和地球的飛船回到地面，供實(shí)驗(yàn)室做深入研究。（記者 曾福泉）