將微生物送入太空可能改善宇航員健康

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2025-04-01 17:00:00閱讀時(shí)長(zhǎng)3分鐘1175字

太空旅行宇航員健康微生物實(shí)驗(yàn)國(guó)際空間站微生物多樣性炎癥性疾病健康改善無(wú)菌環(huán)境園藝類(lèi)比病原微生物檢測(cè)

盡管大多數(shù)人永遠(yuǎn)不會(huì)踏上宇宙飛船，但太空旅行已經(jīng)對(duì)人類(lèi)生活和社會(huì)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，尤其是在健康和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。由于低重力條件會(huì)導(dǎo)致我們的細(xì)胞和組織發(fā)生顯著變化，太空探索使科學(xué)家能夠進(jìn)行在地球上無(wú)法進(jìn)行的生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)了新藥物，啟發(fā)了新醫(yī)療設(shè)備的開(kāi)發(fā)，并幫助我們更好地理解衰老和其他生物過(guò)程。

然而，這些實(shí)驗(yàn)需要宇航員來(lái)運(yùn)行，而人體并不是為生活在空間站上設(shè)計(jì)的。宇航員在太空中經(jīng)常經(jīng)歷各種健康問(wèn)題，包括免疫功能障礙、皮疹和其他炎癥性疾病。如果這些問(wèn)題得不到妥善管理，可能會(huì)導(dǎo)致更多的操作失誤，縮短太空任務(wù)的時(shí)間，最終減少實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和質(zhì)量，減緩科學(xué)進(jìn)步的速度。

加州大學(xué)圣地亞哥分校的Dorrestein實(shí)驗(yàn)室致力于研究微生物之間的相互作用及其對(duì)人體健康和環(huán)境的影響。現(xiàn)在，該校的研究成果揭示了宇航員健康問(wèn)題的原因以及如何使他們更健康。這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上，有助于推動(dòng)下一代基于太空的研究，并對(duì)地球上的無(wú)菌環(huán)境中的人員健康和安全也有影響。

研究人員與宇航員合作，在國(guó)際空間站（ISS）上擦拭了803個(gè)不同的表面——比之前的調(diào)查多出約100倍的樣本?；氐降厍蚝?，研究人員確定了每個(gè)樣本中存在的細(xì)菌種類(lèi)和化學(xué)物質(zhì)。然后，他們創(chuàng)建了三維地圖，展示了每種細(xì)菌和化學(xué)物質(zhì)在ISS上的分布情況及其可能的相互作用。

“國(guó)際空間站的極端無(wú)菌環(huán)境可能在長(zhǎng)期內(nèi)對(duì)宇航員并不健康，他們可能受益于與更多類(lèi)似地球的微生物互動(dòng)，”共同通訊作者Pieter Dorrestein博士說(shuō)。他是加州大學(xué)圣地亞哥分校Skaggs藥學(xué)院的教授，也是2024年的高引用研究員?！俺藝?guó)際空間站外，地球上還有許多地方，如醫(yī)院或潛艇，微生物水平在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持較低，我們可能需要多樣化這些微生物環(huán)境?！?/p>

當(dāng)研究人員將ISS與地球上的不同人造環(huán)境進(jìn)行比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)ISS的微生物群落多樣性低于大多數(shù)地球樣本。ISS樣本與醫(yī)院和封閉棲息地等工業(yè)化的隔離環(huán)境以及城市化地區(qū)的家庭樣本更為相似。

與大多數(shù)地球樣本相比，ISS表面上缺乏通常存在于土壤和水中的自由生活的環(huán)境微生物。他們?cè)贗SS上發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)微生物都與人體皮膚有關(guān)。

由于接觸各種環(huán)境中的細(xì)菌可以增強(qiáng)免疫系統(tǒng)，研究人員假設(shè)宇航員可能會(huì)因?yàn)槊庖呦到y(tǒng)在太空中受到的挑戰(zhàn)不足而發(fā)展出炎癥性疾病。然而，這也表明，通過(guò)有意引入更多微生物多樣性到空間站，宇航員的健康可能會(huì)得到改善。

研究人員將這一建議與園藝對(duì)免疫系統(tǒng)的有益影響進(jìn)行了比較?！皥@藝中接觸到健康的土壤與在嚴(yán)格封閉環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間處于自己的污垢中是有很大區(qū)別的，后者正是我們?cè)跊](méi)有持續(xù)輸入那些健康微生物源的情況下所面臨的情況，”共同通訊作者Rob Knight博士說(shuō)。他最近被ARCS基金會(huì)圣地亞哥分會(huì)評(píng)為2025年度科學(xué)家，也是2024年的高引用研究員。

未來(lái)，研究人員希望改進(jìn)他們的分析方法，以檢測(cè)潛在的病原微生物和來(lái)自環(huán)境代謝物的人體健康信號(hào)。他們表示，這些方法也可以幫助改善在類(lèi)似無(wú)菌環(huán)境中生活和工作的人們的健康，如醫(yī)院或潛艇。

(全文結(jié)束)

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