模拟失重改变T细胞基因表达,或可为宇航开发潜在疗法

2023-10-30 15:52 · 生物探索

纽约有一项新研究发现,人类 T 细胞会重新连接其基因表达以应对模拟失重。研究人员表示,这些发现可能有助于为从太空飞行返回后、患有免疫缺陷且更容易感染的宇航员们开发治疗

纽约有一项新研究发现,人类T细胞会重新连接其基因表达以应对模拟失重。研究人员表示,这些发现可能有助于为从太空飞行返回后、患有免疫缺陷且更容易感染的宇航员们开发治疗方法。


在《科学进展》上的一项研究中,瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员将8名健康的志愿者暴露在失重条件下,并使用qPCR基因表达谱绘制转录了3周以来的变化。

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尽管作者表示置于真实的太空中更有利于得出结论,但这样做过于具有挑战。因此,研究人员转向一种称为干浸入(dry immersion)的方法来刺激失重。

为此,他们使用了定制的水床,可以刺激微重力并欺骗身体,使参与者认为自己处于失重状态。在实验过程中,参与者的颈部以下被浸入热中性水浴中。

“志愿者感受到了来自太空飞行的大部分生理影响,例如身体活动受限、背痛,身高增加,体液转移等等,”通讯作者、该系研究员丽莎·韦斯特伯格(Lisa Westerberg)卡罗林斯卡学院微生物学、肿瘤和细胞生物学教授表示。

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接下来,她的团队记录了这些志愿者在干浸入期间第7、14和21天,以及暴露后1周时采集的血液样本中T细胞的转录变化。研究结果表明,在第14天,T细胞经历了最显著的变化,并开始类似于初始T细胞。作者指出,虽然与T细胞激活和效应功能相关的基因下调了,但定义初始T细胞的基因却发生了上调。

在第21天,T细胞显示出适应迹象,其转录谱与干浸入前的T细胞最相似。然而,干浸入后的第7天,T细胞中仍然存在一些转录变化。研究人员总结道:“这项研究通过识别重要T细胞基因表达程序的变化,为微重力的长期影响提供了新的见解。”

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干浸入暴露引起八名志愿者的转录组变化

众所周知,太空飞行会损害人类的免疫系统,这些变化在宇航员返回地球后很长时间内仍然持续存在。事实上,一半的阿波罗宇航员在返回地球后报告了受到细菌或病毒感染,这表明免疫功能受到了抑制。

研究人员表示,随着太空飞行的数量越来越多,研究太空中免疫系统的变化对于确保宇航员的安全至关重要。Westerberg表示,下一步她的团队希望利用位于瑞典基律纳的Esrange航天中心的探空火箭平台,来研究T细胞在失重条件下的反应,以及它们的功能如何受到影响。Westerberg指出,在当前的研究中,有限的血液样本量不允许她的团队进行验证实验(正交测定),以及研究基因表达变化如何转化为T细胞编码蛋白和功能特性的变化。


关键词: 宇航 潜在疗法