在巨大的第一次,小鼠胚胎已经在太空中生长

当人类注视着地球边界之外的陌生边界,向着新的星际迈出摇摇晃晃的第一步时,新的关于我们未来的问题开始浮出水面.

有一件事有待测试,那就是物种的繁殖。当我们大胆地前进时,我们是否能够继续繁殖,在地球大气层以外的微重力和辐射环境中培养新的人类?

根据一项新的实验,答案是响亮的.

哺乳动物胚胎首次在太空中培养和生长,在国际空间站的微重力环境中,在地球表面上方约400公里(250英里)处绕地球运行。

在山梨大学的分子生物学家Teruhiko Wakayama设计和领导的一项实验中,结果表明小鼠胚胎至少在最初可以在太空环境中生存。

在微重力下发育的小鼠囊胚。(Wakayama等,iScience的, 2023)

“在未来的旅行中有可能怀孕火星因为去那里旅行需要六个多月的时间,“和歌山告诉新科学家.“我们正在进行研究,以确保如果到那时,我们将能够安全地生孩子。

实际上,哺乳动物胎儿是否可以在微重力下发育的问题是科学家们已经问了一段时间的问题。

2009年,由Wakayama领导的一个研究小组发现,模拟微重力对胚胎发育有有害影响——卵子可以在微重力下受精,但受精卵的植入是不太成功.

但是怀孕有许多不同的活动部分,因此该团队的最新努力不是集中在受精或植入上,而是胚胎的早期发育上。研究人员将小鼠胚胎受精并将它们发育到双细胞阶段,冷冻它们,并将它们运送到国际空间站,由宇航员在专门为此目的设计的特殊机器中解冻和培养。

在四天的时间里,宇航员培养了胚胎,在实验结束时将它们保存在多聚甲醛中,然后运回地球并由Wakayama的团队进行分析。

说明实验步骤的图表。(Wakayama等,iScience的, 2023)

有多组胚胎。一个是在地球上的重力环境中作为对照培养的。国际空间站上的第二个对照组在模拟地球重力下培养;当然,还有微重力实验组。

国际空间站上两组的存活率都低于地球上的存活率;但研究人员发现,那些幸存下来的胚胎发育正常。

因此,尽管太空中的存活率要低得多,但它们确实存活下来的事实是一个令人鼓舞的迹象。此外,除了重力之外,还有其他因素可能导致太空中的低生存率。

“在微重力条件下培养的胚胎发育成具有正常细胞数、内部细胞质量、滋养外胚层和基因表达谱的囊胚,类似于在国际空间站的人工-1 g控制和地面-1 g控制下培养的胚胎,”研究人员写道,“这清楚地表明,重力对哺乳动物胚胎的囊胚形成和初始分化没有显着影响。

要确定在太空中怀孕是否可取,还有很多工作要做。该研究没有考虑到辐射的影响,辐射在太空中比在地球上高得多。

开发也停止了囊胚阶段。目前尚不清楚子宫内发育是否会导致不同的结果。

在国际空间站上生长的小鼠囊胚。(Wakayama等,iScience的, 2023)

此外,涉及怀孕啮齿动物的实验表明,在关键的妊娠阶段进入太空可能会阻碍,例如,前庭发育.在太空中飞行的啮齿动物的后代也表现出更高的比率健康并发症.还有一个2005年研究发现重力负荷是正常胎儿肌肉骨骼发育所必需的。

研究人员说,这表明需要更多的工作来研究太空战斗对哺乳动物胎儿发育的影响。

“根据这些报告和我们的结果,也许哺乳动物的太空繁殖是可能的,尽管它可能会受到一些影响。不幸的是,从国际空间站实验中获得的囊胚数量并不丰富;我们无法确认对后代的影响,因为我们没有从太空中发育的胚胎中产生后代。他们写道.

“研究哺乳动物在太空中的繁殖对于开启太空时代至关重要,因此有必要在国际空间站不再运行之前研究和澄清空间环境的影响。

该研究已发表在iScience的.

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