原標題:我們在“天舟一號”研究骨質疏松

王金福教授(中)和學生在海南文昌發射中心合影

這個“五一”假期,浙江大學生命科學學院王金福教授和他領導的團隊很忙碌。原來,4月27日晚,中國第一艘貨運飛船“天舟一號”飛行任務取得圓滿成功,空間實驗室飛行任務實現完美收官。其中搭載的人骨髓間充質干細胞實驗,正出自王金福團隊之手。這一項實驗將能夠解答在太空微重力環境下人體骨鈣的流失機制,為科學家找出骨質疏松的預防和治療方案。

宇航員易患“骨質疏松”

宇航員這個職業有諸多風險,遭受嚴重的骨質疏松就是其中之一。研究發現,微重力環境中,航天員每月平均有0.5%至2%的骨質丟失,宇航員在太空中一個月的骨質流失丟失相當于孕婦近一年的骨質流失。回到地球后,航天員骨質恢復時間要長于飛行時間2至3倍,甚至不能完全恢復。

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

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

其實,去年4月份,王金福團隊就將一批人骨髓間充質干細胞送上“實踐十號”返回式科學實驗衛星。研究發現,微重力環境下,人骨髓間充質干細胞定向分化骨細胞的能力被抑制,反而轉向分化為脂肪細胞。

“為什么生成骨細胞的能力會降低?通俗一點講,就是由于細胞內指令發生變化,不會引導骨細胞的生成,而去引導脂肪細胞分化。”王金福說。

對照實驗反映細胞變化

4月27日晚,天舟一號飛行任務取得圓滿成功,空間實驗室飛行任務實現完美收官。王金福團隊開始對傳輸回地球的人骨髓間充質干細胞太空影像進行觀察分析。

與去年有所不同,本次實驗實現了太空影像的實時傳輸。“通過實時傳輸,我們觀察到,在太空環境下的細胞形態的變化,以及細胞內蛋白分布的變化,而這些變化正是影響細胞內指令發生變化的重要因素。”王金福說,這次太空實驗,可以反映出細胞外的力學信號變化如何影響細胞內的化學信號變化。

在太空實驗過程中,研究人員同時在地面實驗室進行了相關對照實驗。據王金福介紹,在地球上,細胞受到力的作用,細胞內部的蛋白會聚集形成黏著斑,形成斑點,數量比較多。而實驗發現,在太空環境中,蛋白黏著斑數量很少且斑點很小。

“這說明失重環境導致關鍵蛋白分布產生變化。”王金福表示,通過兩次試驗,課題組初步判定,在空間失重環境條件下,微重力會導致干細胞分化成骨細胞的能力降低。

研究成果將造福大眾

為探索太空而發展出的科學技術亦能造福普通人。隨著中國人口的日益老齡化,老年性疾病特別是骨質疏松癥的發病率也在同步增長。科學家預計,2050年中國骨質疏松癥病人將激增至2億多人,占人口的13.2%。

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

“通過了解骨質疏松的分子機制,對骨質疏松預防和有效治療具有指導意義,同時針對分子靶點,還可以進行靶向性藥物的研發。”王金福表示,下一步,科學家將在實驗基礎上找到治療靶點,探索骨質疏松的預防和治療方案。