空间站细胞研究寻求重大疾病的原因

在地球上空，研究人员正在开展一项首次研究，以帮助患有帕金森病和多发性硬化症的患者。国际空间站的实验正在寻找通过研究神经和免疫脑细胞如何相互作用来触发这些疾病的原因。

这项实验通过SpaceX CRS-18货运飞机运送到太空站，将研究在两种疾病中常见的对神经系统造成损害的原因，并揭示太空生活对健康宇航员中类似细胞的影响。

该研究由加州La Jolla的Aspen Neuroscience干细胞专家Andres Bratt-Leal和纽约纽约干基金会研究所的多发性硬化研究员Valentina Fossati领导。

“这是第一次有人研究微重力和太空飞行对这类细胞的影响，”Bratt-Leal说。“由于重力影响它们的方式，这些细胞很难在实验室里研究。现在我们可以在太空中做到这一点很酷!”

神经元杀手

帕金森病和多发性硬化症是神经退行性疾病，会损害大脑和中枢神经系统。研究人员怀疑这种损害可能是身体免疫系统出现故障的结果。宇航局对太空飞行如何改变免疫系统感兴趣，因为一些宇航员在执行任务后会遇到奇怪的影响，包括临时激活休眠病毒。

为了解更多信息，B​​ratt-Leal和Fossati专注于大脑中的细胞类型，这些细胞似乎在这两种疾病的发病过程中起着关键作用。第一类是神经元和产生它们的细胞，它们继续形成身体的神经网络，并允许大脑监测和控制它。第二种是小胶质细胞：免疫细胞，它在大脑中巡逻并试图保护神经元不受威胁入侵者的攻击。

“小胶质细胞存在于大脑的每个部位，并且它开始看起来像神经退行性疾病，因为细胞开始表现不正常或反应过度，”Fossati说。“行为不端的小胶质细胞可能有助于杀死神经元。”

小胶质细胞在培养皿中生长(放大63倍)。小胶质细胞是大脑的免疫细胞，在多发性硬化等神经退行性疾病中发挥的作用尚不完全清楚。这里显示的细胞与由患者的皮肤活组织检查制成的诱导多能干细胞分化。图片来源：纽约干细胞基金会(NYSCF)研究所

制作旧细胞的新方法

为了弄清楚是否是这种情况，研究人员需要研究患有这些疾病的人的神经元和小胶质细胞的生长情况，并将它们与同龄的健康人进行比较。由于这些细胞位于大脑内，因此无法安全地提取它们。

Bratt-Leal和Fossati发现了另一种方法，利用一种名为“诱导多能干细胞 ” 的新干细胞技术，从实验室中的患者和健康人的皮肤细胞中制造神经元和小胶质细胞。

细胞的空间

Bratt-Leal和Fossati将新创造的疾病和健康细胞发射到太空，以观察它们远离地球引力的重大影响。

“我们知道力可以通过改变形状等方面来影响细胞的行为。那么，当你去除重力时会发生什么?” Bratt-Leal说。“细胞如何反应将告诉我们关于它们如何发挥作用的新事物。”

这些细胞现在位于空间站，居住在由Space Tango开发的CubeLab内，该公司开发用于微重力研究的设备。CubeLab大约相当于一个小鞋盒的大小。

在CubeLab内部是一个观察实验的相机以及一对容纳细胞的96室容器。一个“孔板”容纳帕金森病患者的细胞和相似年龄的健康人。第二个板包含多发性硬化患者的细胞和年龄匹配的健康供体。管道和泵系统自动向其腔室内的细胞提供液体食物。

在30天的过程中，Bratt-Leal和Fossati可以远程观察神经细胞如何组织成球，称为“类器官”，以及小胶质细胞如何响应和渗透它们。一个月后，细胞将返回地球，研究人员计划检查它们的形状和排列并测试它们的DNA，看看微重力和空间辐射暴露是否改变了它们的基因表达。

研究结果最终可以帮助科学家确定治疗帕金森病和多发性硬化症的新方法。此外，发现神经细胞受微重力和辐射影响的方式可能会改善保护太空中宇航员的方法，特别是长期任务。