我们在“天舟一号”研究骨质疏松

——访浙江大学人骨髓间充质干细胞实验团队负责人王金福

王 萌

2017年05月09日07:42  来源:人民网-人民日报海外版
 
原标题:我们在“天舟一号”研究骨质疏松

  王金福教授(中)和学生在海南文昌发射中心合影

  这个“五一”假期,浙江大学生命科学学院王金福教授和他领导的团队很忙碌。原来,4月27日晚,中国第一艘货运飞船“天舟一号”飞行任务取得圆满成功,空间实验室飞行任务实现完美收官。其中搭载的人骨髓间充质干细胞实验,正出自王金福团队之手。这一项实验将能够解答在太空微重力环境下人体骨钙的流失机制,为科学家找出骨质疏松的预防和治疗方案。

  宇航员易患“骨质疏松”

  宇航员这个职业有诸多风险,遭受严重的骨质疏松就是其中之一。研究发现,微重力环境中,航天员每月平均有0.5%至2%的骨质丢失,宇航员在太空中一个月的骨质流失丢失相当于孕妇近一年的骨质流失。回到地球后,航天员骨质恢复时间要长于飞行时间2至3倍,甚至不能完全恢复。

  “宇航员在太空会出现明显的骨质变化,表现类似于骨质疏松。”王金福对本报记者表示,正常人体内的骨质总是保持着动态平衡,生成量和流失量基本一致。宇航员的骨质疏松有两方面原因,一是骨丢失增加,二是骨生成能力减少。

  本次在“天舟一号”上开展的太空干细胞实验,旨在更细致地揭示人体干细胞定向分化为骨细胞的过程,这个过程在太空这样的微重力环境下会发生显著的变化。

  其实,去年4月份,王金福团队就将一批人骨髓间充质干细胞送上“实践十号”返回式科学实验卫星。研究发现,微重力环境下,人骨髓间充质干细胞定向分化骨细胞的能力被抑制,反而转向分化为脂肪细胞。

  “为什么生成骨细胞的能力会降低?通俗一点讲,就是由于细胞内指令发生变化,不会引导骨细胞的生成,而去引导脂肪细胞分化。”王金福说。

  对照实验反映细胞变化

  4月27日晚,天舟一号飞行任务取得圆满成功,空间实验室飞行任务实现完美收官。王金福团队开始对传输回地球的人骨髓间充质干细胞太空影像进行观察分析。

  与去年有所不同,本次实验实现了太空影像的实时传输。“通过实时传输,我们观察到,在太空环境下的细胞形态的变化,以及细胞内蛋白分布的变化,而这些变化正是影响细胞内指令发生变化的重要因素。”王金福说,这次太空实验,可以反映出细胞外的力学信号变化如何影响细胞内的化学信号变化。

  在太空实验过程中,研究人员同时在地面实验室进行了相关对照实验。据王金福介绍,在地球上,细胞受到力的作用,细胞内部的蛋白会聚集形成黏着斑,形成斑点,数量比较多。而实验发现,在太空环境中,蛋白黏着斑数量很少且斑点很小。

  “这说明失重环境导致关键蛋白分布产生变化。”王金福表示,通过两次试验,课题组初步判定,在空间失重环境条件下,微重力会导致干细胞分化成骨细胞的能力降低。

  研究成果将造福大众

  为探索太空而发展出的科学技术亦能造福普通人。随着中国人口的日益老龄化,老年性疾病特别是骨质疏松症的发病率也在同步增长。科学家预计,2050年中国骨质疏松症病人将激增至2亿多人,占人口的13.2%。

  专家介绍,骨质疏松被称为“无声杀手”,早期患者无症状,一旦出现症状,骨钙常常丢失达50%以上。骨质疏松症伴有骨脆性增加,易于发生骨折,是目前世界上绝经后妇女、中老年人中发病率、死亡率及保健费用消耗较高的疾病之一。

  王金福说,实际上,人骨髓间充质干细胞在微重力环境下不分化成骨细胞,反而分化成脂肪细胞的特性,与骨质疏松的症状非常类似。

  “通过了解骨质疏松的分子机制,对骨质疏松预防和有效治疗具有指导意义,同时针对分子靶点,还可以进行靶向性药物的研发。”王金福表示,下一步,科学家将在实验基础上找到治疗靶点,探索骨质疏松的预防和治疗方案。

    《 人民日报海外版 》( 2017年05月09日 第 09 版)

(责编:郝孟佳、熊旭)

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