04.12 NASA雙胞胎研究顯示太空旅行如何影響基因、認知、衰老和腸道微生物組

據外媒New Atlas報道,此前大量研究已經指出太空生活會對人體產生深遠的影響。為了研究這些變化的程度,

美國宇航局進行了一項全面的研究,比較同卵雙胞胎Scott Kelly和Mark Kelly的基因和生物學。

NASA双胞胎研究显示太空旅行如何影响基因、认知、衰老和肠道微生物组

Scott Kelly在太空中度過了將近一年的時間,而Mark則留在地球上作為對照。現在這項研究的結果終於公佈了。作為研究的一部分,Scott Kelly在2015年和2016年在國際空間站上居住了340天。而他的兄弟,也是一位退休的宇航員,在地面上經歷了他的正常生活。當然,這個想法是因為同卵雙胞胎擁有100%相同的基因,它們是瞭解太空環境對人體影響的一個很好的窗口。

在這種情況下,10個研究小組在太空飛行期間以及Scott Kelly返回地球后六個月內,對Kelly兄弟的生理學的不同方面進行了深入的研究。所收集的數據將有助於為未來幾十年的太空任務提供信息,包括未來的宇航員飲食、運動機制以及健康和安全措施,因為未來人類將重返月球並最終送往火星。

其中一個最有趣的發現是與Scott Kelly的端粒有關。DNA的這些部分位於染色體的末端,當細胞分裂時保護DNA免受損傷,有點像鞋帶末端的小塑料碎片。隨著年齡的增長,它們自然會變短 - 但是科學家注意到Scott Kelly的端粒在太空時實際上變長了。在返回地球的幾天內,它們急劇收縮,然後在六個月內恢復平均長度。與此同時,Mark的端粒在整個測試期間保持穩定。

另一項重要發現是流感疫苗在太空中起作用。Scott Kelly是第一個在太空中接種疫苗的人,並且發現他的免疫系統應該如此應對。這預示著將來接種疫苗將是一項重要程序。

Scott和Mark之間的基因表達也有所不同。雖然太空似乎已經將基因活動改變到比平時更高的程度,但是這些變化中有90%以上在地球上恢復正常。有趣的是,大約7%的人持續時間超過6個月。這些基因表達變化可與該研究中的許多其他發現相關聯。NASA對輻射暴露進行了研究,並觀察到DNA損傷。

Scott的認知能力在他的太空時期似乎相對沒有變化,但有趣的是,在他返回地球六個月後,他的認知速度和準確度都有所下降。但是,NASA表示,這可能是由於重新適應地球的引力,以及之後繁忙的工作的壓力。

此外,Scott的腸道微生物組在太空旅行期間與之前相比有很大不同。這很可能是由於宇航員必須吃的食物非常不同,其中主要包括冷凍乾燥的食物。不知道的是這些變化是否可能是長期的,但幸好研究發現微生物組在六個月內恢復正常。這些數據有助於為宇航員飲食的變化提供信息,從而促進更健康的腸道細菌。

在Scott觀察到的許多其他健康影響中,研究小組發現了頸動脈壁增厚,蛋白質AQP2水平升高的證據 - 這可能在宇航員報告的視力問題中起作用 - 葉酸和其他表觀遺傳變化。

通過這項綜合研究收集的數據無疑將在未來幾年繼續被追蹤。它不僅有助於為未來的太空任務提供信息,還可能為地球人類帶來更多的一般健康益處,包括新的疾病治療方法等。

該研究發表在《科學》雜誌上。


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