離開地球,人類能在太空生育后代嗎

離開地球,人類能在太空生育后代嗎

2017年04月21日 09:46:45 瀏覽量: 來源:新華每日電訊 作者:喻菲

　　隨著越來越多的航天員進入太空,人類不斷刷新在太空中的駐留時間,載人火星探測計劃也在討論中,人們進而關心一個問題:未來人類能否離開地球在太空長期生存,并在太空繁衍后代?

　　科學家將在天舟一號貨運飛船上,首次在太空開展人胚胎干細胞分化為生殖細胞的實驗,研究太空環境對人類生殖的影響,探索人類在太空生育后代的可能性。

　　史無前例的研究

　　該項目負責人、清華大學醫學院教授紀家葵說,這是一項史無前例的研究,目的是闡明太空微重力環境下生殖細胞發育與成熟的基本規律,探索胚胎干細胞分化的分子機制,從而為克服空間環境對人類生殖可能帶來的影響提供理論依據和技術支持,并為胚胎干細胞分化研究提供新的實驗模型。

　　這位馬來西亞華裔科學家說:“研究微重力對人類生殖功能的影響,特別是對干細胞的分化和生殖細胞成熟機制的影響尤為重要,這不僅有利于為人類太空探索提供安全保障,也為人類的醫學研究提供必要的理論基礎。”

　　人類如果離開地球在太空繁育后代會面臨什么困難?

　　專家說,已知的空間環境中,微重力、輻射以及強磁場環境對人類的影響最大,而在這些因素當中,微重力的影響尤為明顯。

　　紀家葵說,在細胞層面,微重力有可能會對細胞分裂產生影響。生物體的細胞中有許多有機化學大分子,這些大分子在相互作用時,需要一些物理力,這些物理力會多大程度受到微重力的影響,科學家還沒有系統性了解。

　　據介紹,為了最大程度減少太空微重力環境對航天員可能造成的傷害,美國、蘇聯/俄羅斯和歐洲空間局利用有人和無人飛船以及空間站、航天飛機等進行了大量的動物航天實驗,為空間生物學提供了許多寶貴資料。但有關空間微重力對人體生殖能力影響的研究尚處于初級階段,研究結果尚不多。現有的結果主要是通過短期檢測航天員生殖激素水平,間接分析太空微重力對人類生殖健康的影響。　

　　選用人的胚胎干細胞

　　紀家葵說,由于實驗要求對航天員的健康檢測都是無創傷性的,因此只能取一些航天員體液、血液樣本,但是要直接研究航天員的生殖細胞非常困難。因此,需要構建一個體外平臺來對生殖細胞做研究。紀家葵選擇了用人的胚胎干細胞來分化成生殖細胞。

　　據介紹,紀家葵團隊曾于2009年在權威學術刊物《自然》雜志上發表文章,介紹了在世界上首次用人的胚胎干細胞分化培育出原始生殖細胞以及類精子細胞。目前該團隊正在開展人胚胎干細胞分化為類卵子細胞的實驗。

　　紀家葵說:“人的干細胞首先能分化出原始生殖細胞,繼續分化一段時間才能達到類精子和類卵子的階段。越往后越困難,因為細胞分化時間越長,對實驗條件的要求就越高。”

　　雖然國際上也有其他科學家做過類似的實驗,但是都沒有使人生殖細胞分化到這樣成熟的階段。2015年英國科學家與以色列科學家合作,用人的干細胞分化出原始生殖細胞。2016年日本科學家用小鼠的干細胞分化出類卵細胞。

　　“由于實驗中細胞是在體外培養的,盡管按照很多科學指標對比,這些體外培養出的細胞與體內細胞非常接近,但只能稱為類精子和類卵子,因為還不能完全驗證它們是否具有完全等同于精子或卵子的功能。”紀家葵說。

　　太空實驗持續30天

　　紀家葵說,由于航天飛行條件限制,在細胞和分子層面所做的干細胞分化研究工作還比較少。至今,絕大部分有關空間細胞生物學和分子生物學的研究是在模擬微重力環境下進行的。在真實太空環境中研究人類胚胎干細胞的分化仍是空白,太空微重力對人類胚胎干細胞分化和人類生殖細胞形成的影響尚未涉及。

　　紀家葵說:“在地面實驗中,人胚胎干細胞一般經過6天培養就能得到原始生殖細胞,大約經過兩周能分化為類精子和類卵子。這次在天舟一號上的實驗持續30天,太空實驗中的胚胎干細胞能分化到什么階段,目前還是未知的。在微重力環境下,我們不知道細胞分化是不是會比地面重力條件下延遲,如果減慢會相差多少。我們的目標是至少看到原始生殖細胞第一個階段的出現。”

　　他解釋說,實驗人員將遙控在天舟一號上由中國科學院上海技術物理研究所研制的空間生物反應器,定期更換含有不同誘導因子的培養液,誘導人胚胎干細胞分化為生殖細胞,根據傳輸回地面的實時顯微成像,與地面對照組比較,分析生殖細胞誘導效率和形態特征。