原標題：天舟一號上特殊任務 研究如何對付骨質(zhì)疏松

天舟一號雖然是貨運飛船,，卻也承載了不少科學實驗,。其中就包括要搞明白宇航員在太空會骨質(zhì)疏松究竟是怎么回事？科學家們還要進行抗失重情況下的骨質(zhì)疏松新藥開發(fā),。為什么要去太空進行這方面的研究,？那里的實驗和在地面實驗有何不同？

宇航員在太空會骨質(zhì)疏松,，他們要搞明白是為什么

天舟一號飛向太空時裝載了超過6噸的物資與設備,，這其中有一個來自浙江的生命科學項目：浙江大學生命科學學院王金福教授團隊實驗室的人骨髓間充質(zhì)干細胞，將搭載天舟一號進入太空,，開展骨細胞定向誘導分化實驗,。這個實驗將探究太空微重力環(huán)境對干細胞分化潛能影響的原因，在世界上尚屬首次。

王金福實驗室的干細胞,，是第二次飛向宇宙了,。去年4月，專為科研設計的中國首顆微重力科學實驗衛(wèi)星“實踐十號”上搭載的19位“乘客”中,，其中就有王金福課題組的兩組,、大約50萬個人體干細胞?？茖W家想搞明白：在微重力環(huán)境下,，骨髓中干細胞生成骨細胞的過程，有什么異常,。

對這種“異?！边M行探索的最初動力是，自從1961年人類首次沖出地球后,，所有宇航員剛回到地球，有好一段時間都“腿軟”,，不要說走路,，站也站不起來。僅僅因為重力環(huán)境的改變,，好漢都不得不服軟,？一定是維持生命工作的細胞發(fā)生了什么變化。

王金福團隊的兩組培養(yǎng)單元里的細胞任務周期不同：一組只需要2天,；另一組則進行7天實驗,。兩組干細胞同時開始在誘導液的作用下，在天上進行骨細胞誘導分化,。這個過程,，完全模擬了人體內(nèi)干細胞分化成骨細胞的過程，也就是長骨鈣的過程,。第一組完成兩天誘導后,，形成的新細胞被自動裂解并低溫保存；第二組完成一周誘導后,，形成的新細胞被固定并低溫保存,。

“通過分析我們發(fā)現(xiàn)，第一個單元的細胞狀態(tài)表明,，干細胞到了太空,，促使骨細胞分化相關(guān)的基因和蛋白表達水平的活性降低了；第二個單元里,，干細胞變成骨細胞的量,，比地球上做的比對實驗產(chǎn)生的量要少得多?！?/p>

科學家們此前的研究表明,，宇航員在微重力的環(huán)境中,，骨質(zhì)流失加劇。王金福團隊的實驗證明,，在太空微重力環(huán)境下,，不僅人會丟失骨鈣，就連形成骨鈣的機制也發(fā)生了問題,。

王金福團隊是全球第一個通過太空實際微重力實驗,，證明這個結(jié)論的團隊。

“實踐十號的實驗結(jié)果分析表明,，微重力環(huán)境下,，骨質(zhì)的流失和生成兩個方面同時發(fā)生作用，最終使宇航員患上嚴重的骨質(zhì)疏松,?！蓖踅鸶Ｕf，“但干細胞定向分化為骨細胞的過程,，還一直沒有在真正的太空微重力環(huán)境中得到直觀的詳細觀察,。”

所以干細胞,，又要上天了,。在火箭發(fā)射前24小時，王金福團隊將把4個單元的干細胞（大約1000至10000個細胞）放入培養(yǎng)皿里,。發(fā)射前5小時,，這些細胞被裝入反應器，入駐貨運飛船,。

跟著天舟一號飛天的這批干細胞,，與飛船一樣，不再返回地球,。當天舟一號與天宮二號對接后,，反應器會開始工作。細胞們在太空中的一舉一動,，會被地球上的科學家實時觀察到,。

空間實驗的方法和地面實驗的不太一樣

此外，這次清華大學陳國強團隊也將在天舟一號上開展有關(guān)抗失重情況下的骨質(zhì)疏松新藥開發(fā)的一系列科學實驗,。

該實驗所驗證的藥物是血液中天然代謝產(chǎn)物酮體的主要成分：3-羥基丁酸（3HB）,。此前，科研人員已經(jīng)在地面上進行了多年的細胞和動物實驗,，證明了其有促進成骨細胞生長,、遏制破骨細胞的作用，對地面和微重力模擬狀態(tài)下的骨質(zhì)疏松治療效果很明顯。這次是3HB首次作為用于治療骨質(zhì)疏松的藥物進行空間微重力實驗,。

究竟如何實驗,？首先需要觀察3HB處理后，對于成骨破骨細胞,、骨生物力學性質(zhì)的作用,，觀察其對于骨質(zhì)疏松的預防效果。接著,，在地面上,，采用鼠尾懸吊模型，模擬微重力環(huán)境誘導骨質(zhì)疏松,，研究3HB對于骨微觀結(jié)構(gòu)的影響,，初步確定其體內(nèi)藥效作用。然后,，才在天舟一號上的真實微重力環(huán)境下,，于細胞水平上研究3HB對于微重力誘導骨質(zhì)疏松的治療效果。最后,，還需要探索天舟一號貨運飛船發(fā)射前后的地基匹配實驗,，為真實微重力環(huán)境下細胞藥效實驗的開展摸索并優(yōu)化實驗條件，保證空間3HB作為骨質(zhì)疏松潛在藥物研究的順利完成,。

整個實驗過程，空間實驗的方法和地面實驗的不太一樣,。在地面動物實驗中,，采用了鼠尾懸吊的實驗方法。通過把小鼠后肢懸吊,，在后肢產(chǎn)生一個無重力效果,，導致后期小鼠后肢骨質(zhì)疏松。通過灌注3HB的對照,，懸吊的后肢骨質(zhì)疏松顯現(xiàn)消失,。但是本次天舟一號并不載人，因為沒有人照顧動物,，也就無法帶動物上去,，所以這次空間實驗的對象是細胞，觀察成骨細胞在微重力的條件下是否能在3HB的作用下促進生長,。

而且,，作為貨運飛船，將不再返回地面,，所以只能通過遙控顯微鏡對成骨細胞的生長在有3HB和無3HB的條件下進行觀察,，并從發(fā)回來的照片中獲知實驗結(jié)果,。

那么,，為什么一定要去太空研究抗骨質(zhì)疏松藥物,？專家表示，這是因為在地面上已經(jīng)通過模擬失重狀態(tài)的方法進行了一些實驗,，但是航天員在航天飛行時所處的環(huán)境及所受的影響比較復雜，地面模擬實驗是無法完全模擬的。利用天舟一號所提供的空間真實微重力環(huán)境,，可以研究骨質(zhì)流失干預藥物3HB在真實太空微重力環(huán)境下的成骨作用；同時,，通過對比地面模擬失重和太空真正失重兩套系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù),，可以做出更為準確的判斷，對微重力模擬實驗領(lǐng)域的研究方法提供一些新的看法和建議,。

我國骨質(zhì)疏松癥患者

現(xiàn)有約9000萬

宇航員因為失重環(huán)境而無法正常產(chǎn)生骨鈣,；地球上的人，隨著年齡增長,，同樣會出現(xiàn)“腿軟”的問題,。因為，目前全世界的補鈣產(chǎn)品,，都還不能真正有效地幫助骨鈣產(chǎn)生,。而在骨鈣既不能正常生成又在不斷流失的情況下，僅僅通過鍛煉是不夠的,。

一個事實可以證明這一說法,。從2015年3月27日開始的340天，美國航天局宇航員斯考特·凱利在國際空間站工作了近一年,。這一年,，他成了網(wǎng)紅——幾乎每天在社交平臺上和地球上的人們互動。除了拍攝地球上各個角落的圖片,，展示空間實驗,，他展示最多的是他“練塊兒”的照片。但就算練出馬甲線,、人魚線,，斯考特大叔也只能暫緩外太空中骨細胞急劇減少的狀況?；氐降孛婧筮€是有好幾天他是站不起來的,。

就算你此生不想去太空，你在地球上也有可能面臨同樣的窘境,。據(jù)統(tǒng)計,，我國現(xiàn)約有9000萬骨質(zhì)疏松癥患者，60歲以上老年人的骨質(zhì)疏松發(fā)生率達56%,，絕經(jīng)后婦女更是高達60%至70%,。有專家認為,，隨著人口的日益老齡化，骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率還會同步增長,，預計到2050年將可能激增至2億多人,。

骨質(zhì)疏松癥是一種全身性代謝骨病，表現(xiàn)主要為疼痛,、身材變矮,、易發(fā)生骨折，這是目前世界上絕經(jīng)后婦女,、中老年人中發(fā)病率,、死亡率及保健費用消耗較大的疾病之一。它也被稱為“無聲殺手”,，是因為人們無法感覺到骨質(zhì)的慢慢流失,，多數(shù)人沒有明顯癥狀，而隨著年齡增加,，骨鈣在不斷流失,，其巨額防治費用以及患者在日常生活中對家庭成員的依賴，將給社會造成沉重的負擔,。