胚胎理论：人类在太空中的生殖将是危险的

图像（A）显示了人类胚胎干细胞（hESCs）。图像（B）显示了来源于hESCs的神经元。

研究人员表示，胚胎干细胞在地球引力之外的表现非常不同。

这些定义警告说，在太空中生育可能充满危险。然而，进一步的研究可能有助于找到对抗失重对所有年龄段的人的负面影响的方法。

宇航员在航天飞机或国际空间站上绕地球运行时所经历的微重力会在漫长的任务中破坏他们的身体，使肌肉萎缩，骨骼衰弱，并导致心跳不规则。为了在太空中推进更长、更远的距离，研究人员希望减少这些风险。

通过分析失重对细胞水平的影响，澳大利亚科学家现在相信他们已经确定了失重后果的根源。微重力显然会干扰干细胞，而所有其他细胞都来源于干细胞。干细胞通常通过补充身体组织来充当身体的修复系统。

通过揭示这些问题的根源，调查人员现在希望设计出真正有助于解决这些问题的补救措施。

澳大利亚新南威尔士大学的组织工程师、研究员Helder Marcal说：“我们的研究正朝着制定可用于宇航员生物医疗干预的对策的方向发展。”

在他们的实验中，研究人员使用了人类胚胎干细胞，这种细胞具有成为任何其他细胞的非凡能力。为了模拟地球上的微重力，科学家们使用了美国国家航空航天局设计的机器，该机器使细胞保持氧气和营养物质的营养，同时使细胞保持28天的自由落体状态。

在这个实验之后，细胞在分子水平上表现出巨大的差异，64%的蛋白质与正常重力下的蛋白质不同。具体来说，这些微重力暴露的细胞产生了更多的降解骨骼的蛋白质，而产生了更少的抗氧化作用的蛋白质。抗氧化剂可以防止活性氧化剂破坏DNA。

微重力也影响了广泛的其他蛋白质的水平。这些包括参与细胞分裂、免疫系统、肌肉和骨骼系统、细胞内钙水平和细胞运动的那些。

胚胎干细胞中的这些定义可能不是微重力生殖的好兆头。

马卡尔说：“我们正在研究的模拟微重力实验似乎并没有显示出任何积极的结果。”

Marcal推测，微重力可能对胚胎产生的一些有害风险包括骨骼成熟受阻、心脏和血管改变、神经生长延迟和肌肉组织成熟改变。

Marcal说：“微重力对生长中的胚胎或胎儿的影响与成人身体相似，但更有害。”“成年人的身体可以适应一些微重力空间环境，然而，完全未知的是胚胎是否也能适应这种环境。”

研究人员现在的目标是破解微重力究竟为什么会产生同样的分子效应。马卡尔说：“我们几乎可以肯定的是，人体依赖重力进行一些机械或循环反馈。”

骨骼需要机械反馈，而血管需要循环反馈。马卡尔解释说：“血管壁变得脆弱，我们的循环和免疫系统受到损害。”

研究人员现在正在测试其他细胞类型，以分析模拟微重力对这些细胞的影响。此外，他们正在研究从最近一次太空舱任务中实际飞行的细胞中生长出来的问题。

新南威尔士大学生物学家布伦丹·伯恩斯说：“我们希望将我们的地面实验与真实太空条件下的实验结合起来，并加以补充。”

马卡尔说：“我相信，人类在太空中的繁衍是不可避免的。”

Marcal说，当谈到医疗干预是否可以保护胚胎和胎儿免受微重力危害时，“治疗和药物干预可能不是最佳结果。”“人类可能不得不考虑，在不久的将来，如果我们要探索太阳系中的行星，对我们的身体进行基因工程可能是前进的方向。然而，这也引发了其他伦理和道德问题。”

4月，科学家们在德克萨斯州举行的2010年天体生物学科学会议上详细介绍了他们的发现。