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離開地球,人類能在太空生育后代嗎

離開地球,人類能在太空生育后代嗎

2017年04月21日 09:46:45 瀏覽量: 來(lái)源:新華每日電訊 作者:喻菲

　　隨著越來(lái)越多的航天員進(jìn)入太空,人類不斷刷新在太空中的駐留時(shí)間,載人火星探測(cè)計(jì)劃也在討論中,人們進(jìn)而關(guān)心一個(gè)問(wèn)題:未來(lái)人類能否離開地球在太空長(zhǎng)期生存,并在太空繁衍后代?

　　科學(xué)家將在天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船上,首次在太空開展人胚胎干細(xì)胞分化為生殖細(xì)胞的實(shí)驗(yàn),研究太空環(huán)境對(duì)人類生殖的影響,探索人類在太空生育后代的可能性。

　　史無(wú)前例的研究

　　該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授紀(jì)家葵說(shuō),這是一項(xiàng)史無(wú)前例的研究,目的是闡明太空微重力環(huán)境下生殖細(xì)胞發(fā)育與成熟的基本規(guī)律,探索胚胎干細(xì)胞分化的分子機(jī)制,從而為克服空間環(huán)境對(duì)人類生殖可能帶來(lái)的影響提供理論依據(jù)和技術(shù)支持,并為胚胎干細(xì)胞分化研究提供新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

　　這位馬來(lái)西亞華裔科學(xué)家說(shuō):“研究微重力對(duì)人類生殖功能的影響,特別是對(duì)干細(xì)胞的分化和生殖細(xì)胞成熟機(jī)制的影響尤為重要,這不僅有利于為人類太空探索提供安全保障,也為人類的醫(yī)學(xué)研究提供必要的理論基礎(chǔ)?！?/p>

　　人類如果離開地球在太空繁育后代會(huì)面臨什么困難?

　　專家說(shuō),已知的空間環(huán)境中,微重力、輻射以及強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)人類的影響最大,而在這些因素當(dāng)中,微重力的影響尤為明顯。

　　紀(jì)家葵說(shuō),在細(xì)胞層面,微重力有可能會(huì)對(duì)細(xì)胞分裂產(chǎn)生影響。生物體的細(xì)胞中有許多有機(jī)化學(xué)大分子,這些大分子在相互作用時(shí),需要一些物理力,這些物理力會(huì)多大程度受到微重力的影響,科學(xué)家還沒(méi)有系統(tǒng)性了解。

　　據(jù)介紹,為了最大程度減少太空微重力環(huán)境對(duì)航天員可能造成的傷害,美國(guó)、蘇聯(lián)/俄羅斯和歐洲空間局利用有人和無(wú)人飛船以及空間站、航天飛機(jī)等進(jìn)行了大量的動(dòng)物航天實(shí)驗(yàn),為空間生物學(xué)提供了許多寶貴資料。但有關(guān)空間微重力對(duì)人體生殖能力影響的研究尚處于初級(jí)階段,研究結(jié)果尚不多?，F(xiàn)有的結(jié)果主要是通過(guò)短期檢測(cè)航天員生殖激素水平,間接分析太空微重力對(duì)人類生殖健康的影響?！?/p>

　　選用人的胚胎干細(xì)胞

　　紀(jì)家葵說(shuō),由于實(shí)驗(yàn)要求對(duì)航天員的健康檢測(cè)都是無(wú)創(chuàng)傷性的,因此只能取一些航天員體液、血液樣本,但是要直接研究航天員的生殖細(xì)胞非常困難。因此,需要構(gòu)建一個(gè)體外平臺(tái)來(lái)對(duì)生殖細(xì)胞做研究。紀(jì)家葵選擇了用人的胚胎干細(xì)胞來(lái)分化成生殖細(xì)胞。

　　據(jù)介紹,紀(jì)家葵團(tuán)隊(duì)曾于2009年在權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《自然》雜志上發(fā)表文章,介紹了在世界上首次用人的胚胎干細(xì)胞分化培育出原始生殖細(xì)胞以及類精子細(xì)胞。目前該團(tuán)隊(duì)正在開展人胚胎干細(xì)胞分化為類卵子細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)。

　　紀(jì)家葵說(shuō):“人的干細(xì)胞首先能分化出原始生殖細(xì)胞,繼續(xù)分化一段時(shí)間才能達(dá)到類精子和類卵子的階段。越往后越困難,因?yàn)榧?xì)胞分化時(shí)間越長(zhǎng),對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求就越高?！?/p>

　　雖然國(guó)際上也有其他科學(xué)家做過(guò)類似的實(shí)驗(yàn),但是都沒(méi)有使人生殖細(xì)胞分化到這樣成熟的階段。2015年英國(guó)科學(xué)家與以色列科學(xué)家合作,用人的干細(xì)胞分化出原始生殖細(xì)胞。2016年日本科學(xué)家用小鼠的干細(xì)胞分化出類卵細(xì)胞。

　　“由于實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞是在體外培養(yǎng)的,盡管按照很多科學(xué)指標(biāo)對(duì)比,這些體外培養(yǎng)出的細(xì)胞與體內(nèi)細(xì)胞非常接近,但只能稱為類精子和類卵子,因?yàn)檫€不能完全驗(yàn)證它們是否具有完全等同于精子或卵子的功能?！奔o(jì)家葵說(shuō)。

　　太空實(shí)驗(yàn)持續(xù)30天

　　紀(jì)家葵說(shuō),由于航天飛行條件限制,在細(xì)胞和分子層面所做的干細(xì)胞分化研究工作還比較少。至今,絕大部分有關(guān)空間細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的研究是在模擬微重力環(huán)境下進(jìn)行的。在真實(shí)太空環(huán)境中研究人類胚胎干細(xì)胞的分化仍是空白,太空微重力對(duì)人類胚胎干細(xì)胞分化和人類生殖細(xì)胞形成的影響尚未涉及。

　　紀(jì)家葵說(shuō):“在地面實(shí)驗(yàn)中,人胚胎干細(xì)胞一般經(jīng)過(guò)6天培養(yǎng)就能得到原始生殖細(xì)胞,大約經(jīng)過(guò)兩周能分化為類精子和類卵子。這次在天舟一號(hào)上的實(shí)驗(yàn)持續(xù)30天,太空實(shí)驗(yàn)中的胚胎干細(xì)胞能分化到什么階段,目前還是未知的。在微重力環(huán)境下,我們不知道細(xì)胞分化是不是會(huì)比地面重力條件下延遲,如果減慢會(huì)相差多少。我們的目標(biāo)是至少看到原始生殖細(xì)胞第一個(gè)階段的出現(xiàn)?！?/p>

　　他解釋說(shuō),實(shí)驗(yàn)人員將遙控在天舟一號(hào)上由中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研制的空間生物反應(yīng)器,定期更換含有不同誘導(dǎo)因子的培養(yǎng)液,誘導(dǎo)人胚胎干細(xì)胞分化為生殖細(xì)胞,根據(jù)傳輸回地面的實(shí)時(shí)顯微成像,與地面對(duì)照組比較,分析生殖細(xì)胞誘導(dǎo)效率和形態(tài)特征。