桑福德·伯納姆·普雷比斯醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)研究所的科學(xué)家表明，在國際空間站(ISS)上度過了幾周的果蠅(大約半生)對心臟的結(jié)構(gòu)和生化發(fā)生了深刻的變化。這項發(fā)表在《細胞報告》上的研究表明，在太空中花費很長一段時間(這是形成月球菌落或前往遙遠的火星所必需的)的宇航員可能會遭受類似的影響，并且可能會受益于保護性措施以保持他們的心臟健康。這項研究還揭示了新的見解，有一天可以幫助地球上長期臥床休息或患有心臟病的人。

桑福德·伯納姆·普雷比斯大學(xué)(Sanford Burnham Prebys)開發(fā)，老化和再生計劃的助理教授Karen Ocorr博士說：“我們首次看到了可能在宇航員研究中發(fā)現(xiàn)的心臟疾病的潛在細胞和分子變化。”研究的共同資深作者。“我們開始這項研究是為了了解微重力對心臟的影響，現(xiàn)在我們有了一個路線圖，可以用來制定戰(zhàn)略來保持宇航員心臟強壯和健康。”

過去的研究表明，在微重力條件下，人的心臟從橢圓形變?yōu)榍蛐?。太空飛行還會導(dǎo)致心肌減弱(萎縮)，從而降低其向全身泵送血液的能力。但是，直到現(xiàn)在，對人類心臟的研究(使用在ISS上執(zhí)行的超聲波完成)仍僅限于相對較少的宇航員。盡管很重要，但這些研究并未揭示推動這些轉(zhuǎn)變的細胞和分子變化-制定對策以使宇航員能夠長時間飛行安全所需的信息。

美國國家航空航天局高級科學(xué)家Sharmila Bhattacharya博士說：“隨著我們繼續(xù)努力在月球上建立殖民地并將第一批宇航員送往火星，了解微重力延長時間對人體的影響勢在必行。”和一位研究作者。“今天的結(jié)果表明，微重力可以對心臟產(chǎn)生巨大影響，這表明長時間太空旅行可能需要醫(yī)學(xué)干預(yù)，并指出治療發(fā)展的幾個方向。”

實蠅是研究人類心臟的令人驚訝的良好模型。昆蟲共享人類發(fā)現(xiàn)的近75%的致病基因，它們的管狀心臟反映了我們的早期形式-從我們進入子宮開始就變成了一個管子，然后折疊成四個與我們共處的腔室很熟悉。幸運的是，果蠅在很大程度上也可以自我維持。旅途中所需的所有蒼蠅食物都包含在為這項研究設(shè)計的專用盒子中，使忙碌的宇航員可以專注于其他任務(wù)。

太空之旅

在這項研究中，科學(xué)家將特殊的“通風箱”裝滿了幾只雌雄果蠅的小瓶，送往國際空間站進行為期一個月的軌道飛行。在太空中時，這些蒼蠅產(chǎn)生了數(shù)百名嬰兒，它們經(jīng)歷了三周的微重力作用，相當于人類三十年的微重力。在太空中出生的果蠅通過下加利福尼亞州海岸的一次飛濺降落返回地球?？茖W(xué)小組的一名成員從長灘港取回了蒼蠅，并非常小心地將標本開到了加利福尼亞州拉荷亞的桑福德·伯納姆·普雷比斯的校園。

蒼蠅到達實驗室后，科學(xué)家便采取行動。返回地球后的24小時內(nèi)必須進行心臟功能測試，以免重力干擾結(jié)果。研究人員晝夜不停地測量蒼蠅的

能夠爬上試管;捕獲跳動的心臟的視頻以測量收縮力和心率;并保存組織以用于將來的遺傳和生化分析，包括定位發(fā)生在心臟中的基因表達變化。

廣泛的組織重塑

這項工作表明，太空蒼蠅的心臟較小，收縮力較小，從而降低了它們抽血的能力并反映了宇航員所見的癥狀。心臟組織也經(jīng)歷了廣泛的重塑。例如，正常平行的肌肉纖維變得不對齊，并且與周圍的纖維結(jié)構(gòu)失去接觸，從而使心臟產(chǎn)生力量-導(dǎo)致泵的功能受損。

Ocorr解釋說：“在正常的飛行心臟中，當擠壓一根牙膏管時，肌肉纖維就像手指一樣工作。在蒼蠅中，收縮就像是試圖通過向下按壓而不是擠壓來擠出牙膏，” 對于人類而言，這可能會成為一個大問題。

令科學(xué)家驚訝的是，圍繞果蠅心臟的纖維狀細胞外基質(zhì)(ECM)大大減少了。在心臟病發(fā)作(例如心臟病發(fā)作)后，這種支持組織通常會過度生產(chǎn)，并干擾心臟功能。因此，ECM與心臟之間的相互作用是心臟科學(xué)家研究的一個活躍領(lǐng)域。

桑福德·伯納姆·普雷姆斯(Sanford Burnham Prebys)開發(fā)，老化和再生計劃的主任兼教授Rolf Bodmer博士說：“我們很高興能發(fā)現(xiàn)幾種與ECM相互作用的蛋白質(zhì)在太空果蠅中失調(diào)。”研究。這些蛋白質(zhì)以前沒有被心臟研究人員所關(guān)注，因此可以加速通過減少纖維化來改善心臟功能的療法的發(fā)展。”

冰山一角

Ocorr和Bodmer仍在忙于分析這項研究的遺傳和分子數(shù)據(jù)，并認為這些見解是此類研究的“冰山一角”。視力問題在宇航員中很常見，因此科學(xué)家們也在分析太空中的眼睛組織。另一個有趣的領(lǐng)域涉及在太空中出生的蒼蠅的嬰兒，這將有助于揭示太空飛行的任何遺傳效應(yīng)。盡管宇航員的健康是首要目標，但地球上的人們最終可能是這項開創(chuàng)性工作的最大受益者。

Ocorr說：“我相信心臟病研究將從我們從這些飛行中獲得的見解中受益。” “了解心臟在太空中的運作方式還將使我們更多地了解心臟如何運作以及如何在地球上破裂。”