在軌實驗/太空飛行短期內不會引發廣泛遺傳損傷

  2026年7月15日,清華大學生命學院張強鋒副教授團隊、基礎醫學院紀家葵教授團隊聯合中國科學院上海技術物理研究所張濤研究員團隊,在國際權威學術期刊《科學進展》(Science Advances)在線發表了題為「太空飛行多組學揭示人類生殖細胞發育的脆弱性」的研究論文。研究顯示,太空飛行會對人類生殖細胞的發育產生「譜系特異性」的差異化影響,但短期內並未引發廣泛的遺傳損傷。

  生殖細胞承擔着遺傳信息跨代傳遞的功能,然而由於倫理和樣本限制,人類生殖細胞在真實太空環境中的發育響應長期難以研究。為破解這一難題,研究團隊首先建立了一套適用於太空飛行環境的自動化細胞培養生物反應器,能夠維持細胞培養所需的溫度、氣體和培養基交換條件,並集成明場與熒光實時成像、程序化換液及樣本原位保存等功能。在天舟一號任務中,團隊實現了人誘導原始生殖細胞在軌30天連續培養,驗證了長期在軌培養和實時成像的可行性。在此基礎上,研究團隊於天舟六號任務中同時開展三類人胚胎幹細胞來源生殖細胞模型的在軌分化實驗。實時成像結果顯示,太空飛行顯著影響部分生殖細胞譜系的發育:人誘導原始生殖細胞的分化效率約降低一半,提示早期生殖細胞命運建立受到抑制;人誘導精原幹細胞數量減少約26%,增殖能力受到影響;而人誘導卵泡樣細胞總體形態保持穩定,未見明顯異常。

  在分子機制層面,多組學分析顯示,太空飛行並未破壞這些細胞的核心生殖細胞身份,但顯著重塑了關鍵通路。其中,男性生殖細胞早期發育表現出轉錄組與翻譯組之間的「脫耦」現象,提示太空環境可能優先通過翻譯層面的調控發揮作用。研究團隊進一步通過全外顯子組測序和DNA甲基化組分析發現,在當前低軌短期暴露的飛行時間窗口內,太空飛行組和地面對照組的突變參數相近,DNA甲基化模式總體穩定,短期太空飛行並未導致廣泛的基因組或表觀基因組失穩。\大公報記者劉凝哲