研究揭示航天飛行影響健康的關鍵樞紐

2020-11-28 科學網

研究揭示航天飛行影響健康的關鍵樞紐

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/11/27 14:46:04

美國宇航局（NASA）艾姆斯研究中心Afshin Beheshti課題組在研究中取得進展。他們利用全面的多組學分析表明線粒體應激是航天飛行影響生理功能的樞紐。2020年11月25日，國際學術期刊《細胞》發表了這一成果。

為了揭示太空飛行影響健康的原因，研究人員使用了多組學相結合的系統生物學分析方法，該方法利用了59名太空人的生物醫學資料以及NASA Gene Lab的數據，這些數據來自太空飛行員的數百個樣本，以確定太空飛行對轉錄、蛋白質組、代謝組學和表觀遺傳學的影響。對多組學數據集的總體分析表明，線粒體活動以及先天免疫、慢性炎症、細胞周期、晝夜節律和嗅覺功能均顯著富集。

重要的是，NASA的雙胞胎研究為證實一些主要的發現提供了平臺。從太空人中收集的尿液和血液代謝數據以及美國宇航局雙胞胎研究數據中也發現了線粒體功能改變和DNA損傷的證據，這表明線粒體應激是航天飛行的一致表型。

研究人員表示，太空飛行會以未知的分子病因對人生理健康產生影響。

附：英文原文

Title: Comprehensive Multi-omics Analysis Reveals Mitochondrial Stress as a Central Biological Hub for Spaceflight Impact

Author: Willian A. da Silveira, Hossein Fazelinia, Sara Brin Rosenthal, Evagelia C. Laiakis, Man S. Kim, Cem Meydan, Yared Kidane, Komal S. Rathi, Scott M. Smith, Benjamin Stear, Yue Ying, Yuanchao Zhang, Jonathan Foox, Susana Zanello, Brian Crucian, Dong Wang, Adrienne Nugent, Helio A. Costa, Sara R. Zwart, Sonja Schrepfer, R.A. Leo Elworth, Nicolae Sapoval, Todd Treangen, Matthew MacKay, Nandan S. Gokhale, Stacy M. Horner, Larry N. Singh, Douglas C. Wallace, Jeffrey S. Willey, Jonathan C. Schisler, Robert Meller, J. Tyson McDonald, Kathleen M. Fisch, Gary Hardiman, Deanne Taylor, Christopher E. Mason, Sylvain V. Costes, Afshin Beheshti

Issue&Volume: 2020/11/25

Abstract: Spaceflight is known to impose changes on human physiology with unknown molecular etiologies. To reveal these causes, we used a multi-omics, systems biology analytical approach using biomedical profiles from fifty-nine astronauts and data from NASA’s GeneLab derived from hundreds of samples flown in space to determine transcriptomic, proteomic, metabolomic, and epigenetic responses to spaceflight. Overall pathway analyses on the multi-omics datasets showed significant enrichment for mitochondrial processes, as well as innate immunity, chronic inflammation, cell cycle, circadian rhythm, and olfactory functions. Importantly, NASA’s Twin Study provided a platform to confirm several of our principal findings. Evidence of altered mitochondrial function and DNA damage was also found in the urine and blood metabolic data compiled from the astronaut cohort and NASA Twin Study data, indicating mitochondrial stress as a consistent phenotype of spaceflight.

DOI: 10.1016/j.cell.2020.11.002

Source: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)31461-6

Cell：《細胞》，創刊於1974年。隸屬於細胞出版社，最新IF：36.216

相關焦點

  • 太空飛行是否會影響健康?NASA在《細胞》發表最新發現
    為了系統全面的揭示太空飛行對人的生理造成的影響，美國宇航局（NASA）開展了一系列多組學研究，包括了4 個人類細胞模型, 11個小鼠組織，2個人類組織, 2小鼠品系(C57BL/6和BALB/c), 從2006年到2017年太空任務收集的太空人血液和尿液, 以及之前美國宇航局的雙胞胎研究（Twin Study）[1]。
  • 果蠅揭示太空飛行對心臟的影響
    當地時間11月25日，來自美國桑福德伯納姆普雷比斯醫學發現研究所的科學家們在《細胞報告》雜誌中發表論文稱，果蠅的心臟在經歷長時間的太空飛行後，其結構和生化指標會產生深遠變化，而太空人很可能也會遭受類似影響。
  • 研究揭示轉錄因子NIN在根瘤菌侵染時的關鍵作用
    Plant and Microbial Sciences； CEPAMS）Jeremy Murray研究組題為NIN acts as a Network Hub Controlling a Growth Module Required for Rhizobial Infection 的研究論文，該文揭示了轉錄因子NIN在根瘤菌侵染時起的關鍵作用。
  • 最大規模數據揭秘太空飛行健康影響
    但是，人們為了登上火星、探索深空，了解長期太空旅行對太空人的健康影響及原因，並找到解決辦法，至關重要。11月26日，Cell、Cell Reports、Cell Systems、Patterns和iScience出版論文特輯，來自美國宇航局（NASA）和世界各地其他學術、政府、航空航天和工業組織的200多名研究人員，展示了有史以來最大規模的太空人數據和太空生物學數據集，探討了太空飛行的危害，並討論了未來20年前往火星和執行其他任務可能需的準備工作。
  • 創新樞紐——新時代城市創新發展的引擎
    近年來東灘顧問先後服務過上海浦江國際科技城、合肥未來科技城、南京溧水航空城、山東產研院科學城、貴州雙龍航空港經濟區等項目，涉及大量科創功能、科創產業、科創載體等研究與策劃。綜合東灘顧問的不斷研究和經驗積累，本文從科創的戰略意義、創新空間、創新樞紐等出發，全方位探討如何建設創新樞紐城市。
  • 影響航天員健康的環境和心理因素
    同時，在400km的低軌道飛行時，太陽質子事件也不會引起太空飛行器艙內輻射劑量率的增加，因此目前的近地球軌道飛行輻射，對航天員健康影響不大。但是，在今後的星際航行中，航天員在太空中停留時間長，宇宙射線輻射劑量增加，加上失重對人體的影響更大，輻射和失重複合效應將會危害到航天員的健康，甚至生命。
  • 國防科大合成生物學研究團隊揭示微重力先天性免疫新機制
    人類通過使用空間運載器進行太空飛行和對宇宙深處的探索已經有許多年的歷史。然而，受微重力、宇宙射線等多種環境因素影響，長期空間飛行任務往往造成航天員多方面的生理壓力，包括骨損傷、肌肉萎縮、心血管功能失調、神經知覺改變、視覺損傷以及免疫系統紊亂。
  • 最新發現:長時間太空飛行會影響腦容量
    現在，一項發表在《放射學》雜誌上的新研究表明，長時間太空旅行的影響不僅僅是視力受損這麼簡單，嚴重地甚至可能會導致腦容量改變和腦下垂體變形。據報導，國際空間站(ISS)上超過一半的太空人在長期暴露於太空的微重力環境後，在評估中會表現出視神經腫脹、視網膜出血等眼部結構改變。
  • 航天科工集團回應質疑:高速飛行列車是緩慢加速
    央廣網北京8月31日消息（記者張棉棉 實習記者項大宇）據中國之聲《新聞縱橫》報導，中國航天科工集團昨天（30日）宣布，中國正在開展高速飛行列車研究論證，高速飛行列車最高速度可達4000公裡/小時。時速4000公裡的高速飛行列車到底依靠什麼技術？安全嗎？咱們老百姓坐不坐得起？新聞縱橫當班編輯王藝昨天夜間與高速飛行列車進行了對話。
  • 火星探測、航班化航天運輸！ 西電人聚焦航天科技前沿研究
    在推進航天強國建設的進程中，不斷提出和判別重大的科技問題及其優先級是解決問題、難題，取得科技突破的關鍵一步。十大科學問題和技術難題代表航天技術發展重點和要點，對航天技術發展具有導向作用、對航天技術或產業創新具有關鍵作用。
  • 專家祥解神六載人航天飛行原理
    新華社北京10月14日電（記者王經國、黃明）前蘇聯、美國在飛船正式載人太空飛行前，都進行過數次飛船載猴子、狗或猩猩試驗，檢驗飛船的生命保障系統。而我國自1999年開始發射神舟一號飛船至今，卻從沒有在飛船內進行過動物試驗。
  • 太空飛行會對心臟產生什麼樣的重要影響?
    當地時間11月25日，來自美國桑福德·伯納姆·普雷比斯醫學發現研究所的科學家們在《細胞報告》雜誌中發表論文稱，果蠅的心臟在經歷長時間的太空飛行後，其結構和生化指標會產生深遠變化，而太空人很可能也會遭受類似影響。　　這項研究不僅能使太空人受益，還可能有助於開發保護心臟健康的醫療措施，幫助長期臥床休息或患有心臟病的地球居民。
  • 30篇Cell和Cell子刊論文探究長期太空飛行對健康的影響
    2020年11月29日訊/生物谷BIOON/---歷史性的美國宇航局雙胞胎研究（NASA Twins Study，下稱NASA雙胞胎研究）調查了同卵雙胞胎太空人ScottKelly和Mark Kelly，並提供了在太空生活對健康影響的新信息。
  • 北京航天飛行 控制中心保障「天問」不迷航
    天問一號火星探測器23日順利升空後，北京航天飛行控制中心接過接力棒，將在接下來的數月內全力護送「天問」抵達火星。據介紹，火星探測器發射入軌後，將要經歷漫長的地火轉移階段才能到達火星的引力影響球。在這一過程中，北京航天飛行控制中心要對探測器進行不間斷測控，牽引其按照預定軌道運行，在多個關鍵時間節點進行軌道控制，保證天問一號火星探測器能夠在正確的時間順利被火星捕獲。
  • 研究揭示飛行甲蟲和和撲翼機器人的碰撞恢復機制
    研究揭示飛行甲蟲和和撲翼機器人的碰撞恢復機制 作者：小柯機器人 發布時間：2020/12/4 16:30:57 韓國建國大學Hoon Cheol Park和Hoang Vu Phan研究小組合作取得一項新突破
  • 太空飛行會持續影響腸道中的微生物
    領導這項研究的西北大學科學家Martha Vitaterna表示：輻射對腸道微生物群肯定有影響，但這些影響與在太空飛行中看到的不一樣。這個實驗(稱為「齧齒動物研究-1」)，NASA隨後又向國際空間站送去了另外7組老鼠，其中包括西北大學團隊的齧齒動物研究-7實驗。研究人員從齧齒動物研究-1的樣本開始，其中包括航天飛行組加上一個匹配的地面控制組、一個基線組和一個實驗組，在相同的旅程中，它們都被安置在一個傳統的老鼠設施中。
  • 神舟十一航天員在軌飛行33天 配近百種航天食品
    新華社酒泉10月16日電（記者李國利、王婷）執行神舟十一號任務的2名航天員計劃在軌飛行33天，中國載人航天工程辦公室副主任武平16日在酒泉衛星發射中心表示，將在神舟十號任務的基礎上，採取四項措施保障航天員健康生活、高效工作。
  • 我國科學家正研究「更柔軟」航天飛行器，使其具備隨時變形能力
    如果航天飛行器具備隨時變形或適應環境連續改變能力等特殊性能，那麼就可以在複雜飛行環境中完成更多更具挑戰性的任務。記者從正在舉行的2020年中國航天大會上了解到，在全球航天這一前沿領域，我國科學家正進行相關研究。
  • 神舟十一號航天員中長期飛行將影響心血管系統
    隨著空間飛行時間的增加，太空失重環境對人體帶來的不利影響會越來越大，特別是心血管系統功能減退的問題會變得更加突出，還將出現一定程度的肌肉萎縮和骨丟失問題。此外，飛行時間大幅延長後，航天員返回地面時的重力再適應反應症狀會較為明顯，再適應時間也會相應延長。
  • 科學家揭示DDX5對體細胞重編程的關鍵作用
    RNA結合蛋白DDX5在體細胞重編程中的關鍵作用和調控機制 1月19日，國際學術期刊《細胞—幹細胞》(Cell Stem Cell)在線發表了中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院姚紅傑課題組的最新研究成果(RNA　Helicase　DDX5　Inhibits　Reprogramming　to　Pluripotency　by　miRNA-based