具有歷史意義的NASA雙胞胎研究調(diào)查了相同的雙胞胎宇航員Scott和Mark Kelly，并提供了有關(guān)在太空度過(guò)的健康影響的新信息?？屏_拉多州立大學(xué)教授蘇珊·貝利(Susan Bailey)是來(lái)自12所大學(xué)的80多名科學(xué)家之一，他們對(duì)課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究。馬克留在地球上，而斯科特(Scott)繞高空軌道運(yùn)行了近一年。這項(xiàng)巨大的努力是由NASA的人類研究計(jì)劃進(jìn)行協(xié)調(diào)的。

Bailey繼續(xù)她的NASA研究，現(xiàn)在與來(lái)自數(shù)十個(gè)學(xué)術(shù)，政府，航空航天和工業(yè)團(tuán)體的200多名研究人員一起，于11月25日在五種Cell Press期刊上發(fā)表了30篇科學(xué)論文的一攬子論文。

近期在CSU獲得細(xì)胞和分子生物學(xué)博士學(xué)位的Jared Luxton是其中兩項(xiàng)研究的第一作者。他現(xiàn)在是柯林斯堡美國(guó)農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)科學(xué)家。

這項(xiàng)研究(包括一份涵蓋研究人員對(duì)太空飛行基本特征的了解的總體論文)代表了有史以來(lái)規(guī)模最大的一組太空生物學(xué)和宇航員健康影響數(shù)據(jù)。

對(duì)于Bailey來(lái)說(shuō)，這也是標(biāo)志著與NASA多年合作的里程碑，其中包括她在基礎(chǔ)輻射研究中的領(lǐng)導(dǎo)作用，并有幸被選為Twins研究和涉及宇航員的并行研究項(xiàng)目的研究人員。在這段時(shí)間內(nèi)，她實(shí)驗(yàn)室中的幾位研究生在她的指導(dǎo)下獲得了博士學(xué)位。

Bailey說(shuō)：“我們現(xiàn)在有一個(gè)可以繼續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，我們知道未來(lái)航天員會(huì)尋找的東西，包括端粒長(zhǎng)度變化和DNA損傷反應(yīng)。” “展望未來(lái)，我們的目標(biāo)是更好地了解潛在的機(jī)制，人體長(zhǎng)時(shí)間太空飛行中發(fā)生的事情以及人與人之間的變化情況。并非每個(gè)人的反應(yīng)方式都一樣。這就是很好的方法之一在這些研究中要有更多的宇航員。”

研究染色體末端，對(duì)衰老有影響

Bailey是端粒和輻射引起的DNA損傷的專家，這是Twins研究發(fā)表時(shí)在全世界引起廣泛關(guān)注的研究領(lǐng)域。在這項(xiàng)研究中，她和她的研究小組發(fā)現(xiàn)，斯科特的白細(xì)胞中的端粒在太空中的時(shí)間更長(zhǎng)，隨后在他回到地球后又恢復(fù)了正常的長(zhǎng)度。

端粒是染色體末端的保護(hù)性“帽”，隨著年齡的增長(zhǎng)而縮短。端粒長(zhǎng)度的巨大變化可能意味著一個(gè)人有加速衰老的風(fēng)險(xiǎn)，或者伴隨著年齡增長(zhǎng)而罹患的疾病，例如心血管疾病和癌癥。

在最新的研究中，Bailey，Luxton，高級(jí)研究員Lynn Taylor及其團(tuán)隊(duì)研究了10名無(wú)關(guān)的宇航員，包括CSU校友Kjell Lindgren博士，并將結(jié)果與??凱利雙胞胎的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了比較。研究人員沒(méi)有為所有機(jī)組人員獲取機(jī)上血液和其他樣本，但是貝利說(shuō)，他們確實(shí)在所有人航天飛行之前和之后都有血液樣本。

調(diào)查涉及宇航員，他們?cè)诘偷厍蜍壍赖膰?guó)際空間站上呆了大約六個(gè)月，該軌道受到保護(hù)，免受某些空間輻射的影響。盡管有這種保護(hù)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了DNA損傷的證據(jù)，這可能是潛在的健康影響的警告信號(hào)。

氧化應(yīng)激的新發(fā)現(xiàn)

在這些新發(fā)現(xiàn)中，研究小組發(fā)現(xiàn)，太空飛行過(guò)程中的慢性氧化應(yīng)激導(dǎo)致了他們觀察到的端粒延長(zhǎng)。他們還發(fā)現(xiàn)，航天員在太空飛行后通常擁有比以前更短的端粒。該團(tuán)隊(duì)還觀察到了個(gè)人反應(yīng)的差異。

為了對(duì)這些發(fā)現(xiàn)有更多的了解，Bailey的團(tuán)隊(duì)還研究了對(duì)Mt. 珠穆朗瑪峰，地球上的極端環(huán)境。非攀爬雙胞胎的海拔較低，包括科羅拉多州的博爾德。值得注意的是，研究小組發(fā)現(xiàn)了類似的證據(jù)表明登山者存在氧化應(yīng)激和端粒長(zhǎng)度變化。

威爾·康奈爾大學(xué)醫(yī)學(xué)系副教授，貝利大學(xué)合著者克里斯托弗·梅森(Christopher Mason)對(duì)該山進(jìn)行了基因表達(dá)分析。珠穆朗瑪峰的登山者。他發(fā)現(xiàn)了端粒長(zhǎng)度維持的依賴端粒酶的，基于重組的途徑的證據(jù)，已知該途徑可導(dǎo)致更長(zhǎng)的端粒。

Bailey說(shuō)，當(dāng)發(fā)生慢性氧化應(yīng)激時(shí)，它會(huì)損害端粒。

她說(shuō)：“正常的血細(xì)胞正在死亡，并試圖生存。” “他們正在適應(yīng)新的環(huán)境。一些細(xì)胞會(huì)激活另一條途徑來(lái)保持其端粒的運(yùn)轉(zhuǎn)。這類似于某些腫瘤發(fā)生的情況。某些細(xì)胞是從該過(guò)程中產(chǎn)生的。這就是我們認(rèn)為太空飛行也是如此。”

盧克斯頓說(shuō)，上述機(jī)制-被稱為端粒的替代性延長(zhǎng)，或ALT-是一個(gè)出乎意料的發(fā)現(xiàn)。

他說(shuō)：“您通常會(huì)在癌癥或正在發(fā)育的胚胎中看到這種情況。”

照顧好端粒

與《雙胞胎研究》的結(jié)論相似，貝利說(shuō)，新發(fā)現(xiàn)對(duì)未來(lái)的太空旅行者在月球上建立基地或前往火星，甚至作為太空旅行者具有啟示意義。長(zhǎng)期探索任務(wù)將涉及保護(hù)地球之外的更多時(shí)間和距離。

盡管在太空中更長(zhǎng)的端?？雌饋?lái)是件好事，甚至可能是“青春的泉源”，但這位科學(xué)家說(shuō)，她懷疑故事的結(jié)局有所不同。

她說(shuō)：“受到空間輻射誘導(dǎo)的DNA損傷(例如染色體倒置)的細(xì)胞的壽命延長(zhǎng)或永生，是增加患癌風(fēng)險(xiǎn)的良方。”

Bailey說(shuō)，她和團(tuán)隊(duì)在太空飛行期間和之后觀察到所有機(jī)組人員倒立的頻率增加。

Bailey說(shuō)：“端粒確實(shí)反映了我們的生活方式，無(wú)論是在地球上還是地球外。” “我們的選擇確實(shí)會(huì)影響我們老化的速度或程度。重要的是要照顧好端粒。”