研究揭示微重力導致被送往太空的果蠅出現心臟缺陷

2021-12-20 由鍾離綺琴發佈於科技

據外媒New Atlas報道，一項將果蠅帶往國際空間站並帶回地球的新研究的結果，可能有助於開發旨在保持宇航員在火星長途任務中心臟健康的治療方法。自從宇航員和宇航員在太空時代開始時，第一次試探性地跨出我們星球的密集大氣層防護罩以來，人們就知道，微重力環境對人類的健康來説，本質上是有害的。

在太空中呆了很長時間的宇航員在返回地球后報告了一系列令人擔憂的健康問題，包括骨密度的顯著下降，肌肉萎縮，以及內臟和血液流動的微妙變化。這並不是説人們不能在太空中生存。幾十年來，人類已經在國際空間站上連續數月生活在太空中。但在世界各地，航天機構都在努力實現在地球月球上建立前哨站，並最終在火星上建立前哨站的更宏偉目標。為了實現這些夢想，人類將需要在微重力下度過更長時間。科學家們正在努力更好地瞭解太空對人體的影響，並開發治療方法來幫助抵消令人不安的副作用。已知受到太空飛行嚴重影響的一個重要器官是心臟。對國際空間站上的宇航員進行的超聲研究表明，在沒有地球引力的情況下，該器官失去了通常的橢圓形，而呈現出更加球形的外觀。

雖然這些實驗對研究大規模的結構變化很有幫助，但科學家們渴望進一步瞭解微重力如何在細胞和分子水平上影響器官，以便開始定製潛在的治療方法。為此，研究人員將一羣果蠅發射到國際空間站，進行為期一個月的旅行，然後再將受試果蠅送回地球，對其心臟進行研究。幾十年來，果蠅一直被科學家用來研究人類健康，因為它們分享了人類中75%的疾病誘發基因。它們的心臟也類似於發育中的人類的管狀心臟，在器官發展出四個不同的腔室之前。

在太空期間，這些果蠅被安置在一個專門的盒子裏，它們在裏面孕育了數百隻幼蟲。這些幼蟲接着在微重力中度過了大約三週的時間，這相當於它們整個生命的一半。在返回地球的24小時內--在微重力的效應消失之前--這些果蠅要接受一系列詳盡的測試。這包括保存組織樣本，並捕捉受試者心臟跳動的視頻，以測量它們將血液推向果蠅身體周圍的速度，以及它們的收縮能力--這一指標也被稱為收縮力。研究發現，果蠅的心臟相對於它們在地球上的同類來説已經縮小了，它們的收縮力也降低了，使得它們在泵送血液繞體的效率降低。而且，心臟的實際結構也發生了明顯的變形。健康果蠅心臟中本應平行排列的肌肉纖維被發現已經錯位，並脱離了周圍的結構，使這個器官能夠產生推動血液在身體周圍流動所需的力量。

“在正常的果蠅心臟中，肌肉纖維的工作原理就像你的手指擠壓一管牙膏一樣。在太空果蠅中，收縮就像試圖通過向下按壓而不是擠壓來將牙膏弄出來一樣，”新研究的共同作者、加州桑福德·伯納姆·普雷比斯醫學發現研究所的副教授 Karen Ocorr評論道。“對於人類來説，這可能成為一個大問題。”“我們非常興奮地發現了幾種ECM相互作用的蛋白質，這些蛋白質在太空果蠅中失調，”這項研究的共同作者、桑福德·伯納姆·普雷比斯醫學發現研究所發展、衰老和再生項目的主任和教授Rolf Bodmer博士説。“這些蛋白質以前並不在心臟研究人員的雷達上，所以這可能會加速開發通過減少纖維化來改善心臟功能的療法。”科學家們打算繼續檢查從太空果蠅身上提取的組織樣本，以探究它們的旅程如何改變了它們的視覺能力，並確定果蠅幼蟲是否可能遺傳了任何異常。有關這項研究的論文已經發表在《細胞報告》上。

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