試驗小鼠和太空人:在分子水平上理解宇航員的肌肉萎縮
來自筑波大學的研究人員將小鼠送入太空,以探索太空飛行和減少重力對肌肉萎縮的影響,或在分子水平上的浪費。我們大多數人都想像過像宇航員一樣在減少重力的條件下漂浮的感覺是多麼自由。但你是否考慮過減少的重力對肌肉可能產生的影響?重力是地球上一個恆定的力量,所有的生物都在進化中依賴和適應它。
太空探索帶來了許多科學和技術進步,然而載人航天飛行對宇航員來說是有代價的,包括骨骼肌肉質量和力量的減少。
調查降低重力對肌肉質量和功能影響的常規研究使用了地面對照組,與太空實驗組沒有直接可比性。來自筑波大學的研究人員著手探索小鼠在相同居住條件下的重力影響,包括在發射和著陸期間經歷的重力影響。高級作者Satoru Takahashi教授說:”在人類中,太空飛行會導致肌肉萎縮,在返回地球後可能會導致嚴重的醫療問題。”這項研究是基於了解在微重力和人工重力條件下發生肌肉萎縮的分子機制的迫切需要而設計的。”
兩組小鼠(每組6只)被安置在國際空間站上,為期35天。一組被置於人工重力(1g)下,另一組被置於微重力下。所有的小鼠在返回地球時都活著,研究小組比較了不同的艙內環境對骨骼肌的影響。
“為了了解肌肉和細胞內部發生了什麼,在分子水平的維度我們檢查了肌肉纖維。”Takahashi教授解釋說:”我們的結果顯示,人工重力可以防止在微重力環境下觀察到的小鼠變化,包括肌肉萎縮和基因表達的變化。基因表達的轉錄分析顯示,人工重力防止了萎縮相關基因表達的改變,並確定了與萎縮相關的新的候選基因。具體而言,一個名為Cacng1的基因被確定為可能在肌管萎縮中具有功能性作用。”
這項工作支持使用1克人工重力的空間飛行數據集來檢查空間飛行對肌肉的影響。這些研究將可能幫助我們理解肌肉萎縮的機制,並可能最終影響相關疾病的治療。