研究干細胞的科學家，心里似乎都裝著一個“太空夢”。

隨著航天事業的發展，在太空開展空間科學實驗和技術實驗，成為了國家衛生計劃的重點內容。干細胞作為神奇的“萬能細胞”，近年來因頻頻登上太空進行科學研究，正不斷帶給人類更多意想不到的驚喜。

如果說干細胞之于人類已經足夠神奇，那太空中的“微重力”更有著讓科學家魂牽夢繞的魅力。所以，對于干細胞上太空這件事，科學家們的態度那真叫——有條件要上，沒有條件創造條件也要上。

所以，自 2015 年起，美國宇航局（NASA）首次將干細胞送上太空進行培育與研究后，干細胞就開始了它在新領域中一展拳腳的機會。

而今年年初，中國航天員帶著干細胞在太空又完成了一項開創性實驗：依托中國空間站和神舟十三號，航天員完成了國際上首次皮膚干細胞長期失重條件下的懸浮培養實驗。

干細胞“上天”的意義

細胞是人體最基礎的生命單元，在人體中有 40-60 萬億個，它們日夜不息的完成著代謝、更新、協同和調節等任務。而在浩瀚的細胞宇宙中，“干細胞”因為擁有再生各種組織器官的功能，被稱為“萬用細胞”，也掌管著人類“返老還童”的終極秘密。

干細胞擁有如此美譽實至名歸。因為干細胞引領的再生醫學，作為第三次醫學革命的代表，給了疾病治療提供了基于細胞層面的諸多“反向思考”——與傳統的手術療法不同，干細胞主打“替補修復”，而不是“機械剔除”。人類生命之初本就是一個細胞，所以，干細胞療法就是要回到細胞層面去解決疑難病癥，而事實證明，效果十分顯著。

例如在免疫功能重建方面，由于人體細胞功能的好壞直接影響到人體機能的新陳代謝，而新陳代謝又是人體生命活動的物質基礎，因此干細胞利用對新陳代謝顯著的調節功能，可以重建免疫系統。

而造血干細胞（HSC）作為一種存在于血液系統中的成體干細胞，具有分化成各類血液細胞和免疫細胞的潛能，因為適用于惡性血液疾病及自身免疫缺陷疾病的治療，成名已久。

對于“糖尿病”、“抑郁癥”、“高血壓”甚至脫發等“不死絕癥”的治療，干細胞則通過“重生胰島素”、“抑制炎癥反應”等來源于自身分化潛能的特性，找到了根治這些頑癥的解決之道。

在抗衰方面，干細胞更是帶領人類不斷靠近“重生計劃”——NK 細胞能以清除衰老、病變細胞來保持人體活力，而誘導多能干細胞（iPSC）可將普通的皮膚終末細胞逆轉成具有再生能力的干細胞使單個細胞實現“返老還童”，理論上整個人體都可以依托于此實現“重生”。

專家介紹，開展這樣的細胞空間實驗，將有助于人類更好地認識生命、突破自身。我們還有一些其它課題，比如說衰老和分化。為什么我們做干細胞，就是為人類的健康提供很重要的基礎科學支撐。

首個中國空間站干細胞項目正在軌開展

北京時間 2022 年 11 月 12 日 10 時 03 分搭載天舟五號貨運飛船的長征七號遙六運載火箭在我國文昌航天發射場點火發射。12 時 10 分，天舟五號成功對接天和核心艙！

此次“天舟五號”貨運飛船在文昌航天發射場順利升空，搭載的浙江大學生命科學學院余路陽教授、王金福教授團隊的干細胞實驗單元也將抵達中國空間站，與此前安裝在問天艙內的生物技術實驗設備“會師”。在“神舟十四號”航天員乘組的操作下，中國空間站迎來了首個干細胞研究項目。

浙江大學生命科學學院王金福教授和余路陽教授合作的研究團隊再次成功地將人骨髓間充質干細胞送入太空，并將在我國載人空間站“問天”實驗艙開展人類干細胞定向分化骨細胞實驗，這是該團隊第三次將人骨髓間充質干細胞送入太空開展相關科學實驗。

這個合作團隊開展的人骨髓間充質干細胞實驗項目即屬于空間生命科學領域，旨在揭示微重力環境如何導致人體骨質疏松的原因。

在地球上，正常人的骨質是由骨生成與骨丟失達到平衡所維持的，當骨量丟失增加并骨生成減少時就容易造成骨質疏松。“宇航員的骨質變化很嚴重，一個月的骨質流失丟失相當于孕婦懷胎十月的骨質流失。”王金福說。

許多在地面模擬微重力條件的實驗研究表明，太空的微重力環境會使宇航員的骨質流失加劇，同時骨質生成減少，從而造成骨質疏松。

為了驗證這一試驗結果，2016 年 4 月，王金福團隊第一次送干細胞“上天”，通過我國“實踐十號”返回式科學實驗衛星開展了空間在軌科學實驗。

“通過這次實驗，我們發現空間失重環境嚴重降低了干細胞向骨細胞分化的能力，影響了骨細胞的生成，導致人骨質平衡發生改變。”王金福說，通過回收細胞的檢測分析，發現了一些與骨細胞分化相關的基因表達水平有顯著變化，這也充分說明了失重是宇航員骨質變化的主要原因之一。

那失重環境下，人骨髓間充質干細胞是如何響應環境中力學信號變化的呢？為此，2017 年 4 月，王金福團隊通過“天舟一號”貨運飛船，又一次將干細胞送“上天”，研究了細胞外的力學信號改變導致細胞內與骨細胞分化相關的化學信號變化的分子機制。

為什么在空間微重力環境下，這些骨細胞分化相關的基因和蛋白表達水平和活性會發生改變？帶著這些疑問，這個團隊第三次將干細胞送“上天”。

與前兩次不同的是，隨著我國載人空間站的建設完成，人骨髓間充質干細胞實驗項目成為第一個在空間站開展干細胞研究的項目。

“此次項目由于有空間站‘神舟 14’乘組宇航員的幫助，為許多空間實驗的操作提供了方便，比如實驗樣品的取樣以及保存等，可以保證實驗樣品可順利返回地面進行檢測分析。前兩次空間實驗都是無人操作的，所以對試樣樣品保存等都存在不可靠性，甚至不能回收樣品，只能在軌實時觀察，相對獲得數據結果存在一定的局限性。”王金福介紹，這次研究的目的就是期望通過檢測分析空間微重力環境下骨細胞分化過程中相關表觀遺傳學特征的變化，了解導致這些關鍵基因和蛋白表達水平發生改變的原因，載人空間站為空間實驗的順利完成提供強有力的支持。

“通過這次研究，再結合前兩次的研究結果，我們基本上可確定空間微重力環境導致人類骨質變化相關的骨細胞生成能力降低的分子機制和關鍵分子靶點，這可為我們后續進一步針對這些關鍵分子靶點開展相關小分子藥物調控實驗提供科學依據，并為促進針對宇航員骨質變化以及老年性骨質疏松預防和治療的藥物研發奠定基礎。”對此次研究結果，王金福充滿期待。

“今年我已經 67 歲了，雖然退休了，但我沒有走，還是和團隊一起做研究，不僅僅是因為熱愛，也是為了能夠培養更多專業能力和技術過硬的人才。”王金福說，人骨髓間充質干細胞實驗項目是他帶大的“孩子”，他還將繼續在空間生命科學的道路上探索。

王金福，常山縣天馬街道人，浙江大學生命科學學院教授、博士生導師，曾任浙江大學細胞與發育研究所副所長。1997 年，王金福來到浙江大學任職，當時學校剛成立生命科學學院，干細胞領域的研究也才剛剛興起。當時，王金福便負責干細胞學科，并專門前往美國進修，成為浙江最早從事干細胞領域研究的科研人員。其教學方面從事本科生《高級生物化學》《分子生物學》和《生命科學與技術導論》等課程以及研究生《細胞分子生物學》和《細胞發育生物學》等課程教學；科研方面從事造血干細胞和骨髓間充質干細胞擴增、分化及其相關分子機理研究，并開展基于人骨髓間充質干細胞的組織工程技術研究。先后發表論文 70 多篇，其中 65 篇為 SCI 收錄，2 篇為 EI 收錄。獲國家科技成果二等獎 1 項，省科技進步一等獎 1 項，二等獎 2 項，申請技術發明專利 12 項，獲授權 11 項。曾獲浙江省“151”跨世紀人才第一層次入選人員稱號。

當我們可以上天的時候，我們希望干細胞能保證這是一場健康的旅行。當我們在地面仰望星空時，我們希望各種干細胞在太空能夠被賦能和得到研究，以獲得更強的能力，從而為地面的我們健康保駕護航。

這是干細胞有望突破“地球瓶頸”的嶄新切口，更是我國商業生物航天太空環境的布局探索，相信在未來，在科學家不懈的努力與干細胞不斷的發展研究下，宇宙會開啟更強大的增益效果，帶來福祉，造福人類。

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