
目前在太空中,科学家正在增长微小的三维人体器官模型。从科幻电影的开头开始,感觉就像是一个相对较新的研究的现场,这种研究已经打破了地球上发现的界限。
来自微小的,跳动的心到 ”迷你脑,,,,“所谓的类器官通常是由人类干细胞生长自我组织成3D结构这类似于人体的组织。与传统动物模型不同,例如小鼠或猴子,类器官允许科学家更准确地重现人体器官的独特复杂性。因此,这些微小的器官可以通过帮助揭示哪些化合物真正在人类中起作用,哪些化合物却不会。
器官研究可以描述为在这个世界之外 - 在某些情况下,实际上是这样。
自2019年以来,器官的微小型号 - 包括大脑,,,,心和胸部- 已经在国际空间站(ISS)。但是这项研究提出了一个问题:为什么科学家在太空中制作微型器官?
微重力的衰老器官
一个原因之一是,苛刻的空间环境可以帮助科学家研究影响人类重返人类的衰老和相关疾病。
Alysson Motri加利福尼亚大学圣地亚哥分校(UCSD)的儿科教授一直将人类干细胞发送到ISS多年,目的是成长脑器官该模型各种疾病。疾病,例如阿尔茨海默氏病一个人可能需要数十年的发展,但是研究表明空间中的重力能加速细胞的衰老。因此,通过研究微重力的脑器官,科学家可以指出与年龄相关的变化的发生,并有助于制定治疗以防止它们。
例如,通过添加某些化学物质,许多对衰老大脑建模的方法都涉及在实验室菜肴中强调神经元。但是,这些实验并没有捕获身体年龄的真正发生的事情,Muotri告诉Live Science。 “您不会在您的一系列分子中收到脑这使您在一夜之间变老了。”他说。
该团队的器官研究受到了NASA双胞胎研究,在此期间宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)去一年的空间而他的双胞胎兄弟马克(Mark)留在地上。当斯科特回来时,他表现出增强的迹象认知能力下降与他的兄弟相比;例如,他发现很难学习和记住事物。
Muotri说,为什么看到这些效果是未知的。一种理论是可能是因为微重力减少活动一种称为端粒酶的酶,有助于扭转自然过程脱氧核糖核酸在我们的尽头染色体缩短随着我们的年龄,他说。这些在我们DNA末端的Aglet称为端粒,并且由于收缩的端粒与衰老有关,一些科学家认为延长端粒可以与老化作斗争并延长人类的寿命。
Muotri说,在即将发表的论文中,Muotri的团队将充分描述脑器官在ISS上的表现 - 但是从到目前为止,已经返回地球的类器可以显示出加速衰老的迹象。脑器官显示神经系统疾病的特征,例如变性和细胞应激,通常在几种情况下出现。这使研究人员能够以有希望的早期发现来测试新药候选人的疾病。
穆特里说:“第一篇论文将报告在空间中发现的第一种药物。”但是,确切的出版日期尚未确认。
空间中的微小肿瘤
这NASA双胞胎研究也启发了另一个UCSD研究团队为了在太空中生长类器官 - 但不是微型纤维,它们是微小的肿瘤。团队由Catriona Jamieson博士,医学教授。
返回地球后,发现斯科特·凯利(Scott Kelly)的血液中端粒缩短,DNA损伤和信号分子的迹象,这些迹象可激活某些允许癌症生长和扩散的基因。这表明太空中的压力条件可以以某种方式刺激癌症杰米森告诉《现场科学》,增长,因此可能是研究疾病如何发展的好模型。
团队首先将血干细胞发送到太空,然后只有一个月,细胞显示与癌症相关的基因突变的迹象。这些变化与细胞中异常生长和分裂有关。
然后,研究人员将一堆白血病,结肠癌和乳腺癌的肿瘤类器官模型与私人公理任务1。他们发现,这些模型在船上也“急剧”。器官中的细胞还开了一个称为ADAR1的基因,该基因编码为一种被认为是的酶让癌症繁殖。在另外一个实验中,该小组能够证明两种抑制ADAR1的药物(Fedratinib和Rebecsinib)可以减慢微型肿瘤的生长。
现在,作为2024年1月启动ISS的最新发射的一部分,该团队正在测试更多乳腺癌类器官中这些药物的破坏性潜力。
杰米森说:“我们很高兴与美国宇航局(NASA)合作,试图加速世界上第一个ADAR抑制剂的发展,这是一种小分子,可以静脉注射。”
太空中的器官的未来
这项研究与保护地球上的人一样,与帮助太空中的宇航员一样。例如,有一天,杰米森(Jamieson)设想,参加商业太空飞行的人们可以在出发之前先进行药丸,以保护血液中的干细胞免受癌性的变化。返回地球,利用他们在太空中的发现,研究人员计划在今年晚些时候开始对丽贝西尼的临床试验骨髓纤维化,一种疤痕骨髓的血液癌。
其他研究人员利用了这种外星研究的潜在双重好处。它们包括凯瑟琳·杨,华盛顿大学药学院的副教授,其团队一直在研究太空中的衰老环境如何加速影响肾脏。
Yeung的团队不是类型的,而是使用了一种称为“器官片“设备。这项技术模仿了信用卡大小的设备上的人体组织,被视为类器官的补充。
有关的:科学家发明了第一片“片上阴道”
Yeung告诉Live Science:“如果我们可以从空间中学到可以帮助我们对待地球条件的东西,我认为这是总体目标 - 我不知道我们需要选择一个或另一个目标。”
Muotri说,在ISS上生长的类器官与在地球上这样做大不相同。他说,例如,您受到可能拥有的实验室设备的数量的限制,并且总是有可能在最后一刻取消火箭发射的风险。杰米森说,将类器官返回地球也可能是“危险的”,因为航天器经常降落在海洋中。
尽管如此,专家希望使用这些类器官超越发现的新边界。
杰米森说:“我很高兴在太空中工作。” “我认为这是一个字面的癌症月光,我们发现了癌症杀伤转变。”
曾经想知道为什么有些人比其他人更容易建立肌肉或者为什么雀斑在阳光下出来?向我们发送有关人体如何工作的问题[email protected]有了主题行“ Health Desk Q”,您可能会在网站上看到回答的问题!