太空旅行中的低重力发现削弱并扰乱心肌细胞的正常节律

约翰斯·霍普金斯大学的科学家进行了一项研究，将48个人类生物工程心脏组织样本送到国际空间站，结果表明，太空中的低重力条件削弱了这些组织并扰乱了它们的正常节律。研究发现显示，在太空站上的心脏组织跳动力约为地球上同来源组织的一半。科学家表示，这些发现扩展了人们对低重力潜在影响宇航员在长期太空任务中存活和健康的认识，并且可能成为地球上研究心肌老化和治疗方法的模型。

该研究结果已发表在《美国科学院院刊》上。此前的研究表明，一些宇航员从外太空返回后出现与年龄相关的状况，包括心肌功能减退和心律失常，但并非所有影响都会随着时间的推移而消失。然而，科学家们试图以细胞和分子水平研究这些效应，以寻找在长时间太空飞行中保护宇航员安全的方法。

研究团队使用人类诱导多能干细胞（iPSCs）培养心肌细胞，并将这些组织放置在一个仿真成人心脏环境的组织芯片中，然后通过 SpaceX CRS-20 任务将其送入太空站。研究团队在太空中收集了关于细胞收缩力和任何不规则跳动模式的实时数据。研究发现，太空中的心肌组织除了失去力量外，还出现了不规则跳动，且细胞内的蛋白丝显著变短并更加无序；能量产生的线粒体也发生了变化，体积变大、形态圆润，并丢失了帮助细胞利用和产生能量的特征皱褶。此外，太空中的心脏组织还表现出更高水平的炎症和氧化损伤基因表达。

该研究团队计划继续改进他们的“芯片组织”系统，并正在NASA太空辐射实验室研究辐射对心脏组织的影响。此外，他们还将在2023年向太空站发送第二批3D工程心脏组织，以筛选可能保护细胞免受低重力影响的药物。科学家表示，这些药物也可能有助于人们在年纪增长时保持心脏功能。

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