在轨实验/太空飞行短期内不会引发广泛遗传损伤
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2026年7月15日,清华大学生命学院张强锋副教授团队、基础医学院纪家葵教授团队联合中国科学院上海技术物理研究所张涛研究员团队,在国际权威学术期刊《科学进展》(Science Advances)在线发表了题为「太空飞行多组学揭示人类生殖细胞发育的脆弱性」的研究论文。研究显示,太空飞行会对人类生殖细胞的发育产生「谱系特异性」的差异化影响,但短期内并未引发广泛的遗传损伤。
生殖细胞承担着遗传信息跨代传递的功能,然而由於伦理和样本限制,人类生殖细胞在真实太空环境中的发育响应长期难以研究。为破解这一难题,研究团队首先建立了一套适用于太空飞行环境的自动化细胞培养生物反应器,能够维持细胞培养所需的温度、气体和培养基交换条件,并集成明场与荧光实时成像、程序化换液及样本原位保存等功能。在天舟一号任务中,团队实现了人诱导原始生殖细胞在轨30天连续培养,验证了长期在轨培养和实时成像的可行性。在此基础上,研究团队于天舟六号任务中同时开展三类人胚胎干细胞来源生殖细胞模型的在轨分化实验。实时成像结果显示,太空飞行显著影响部分生殖细胞谱系的发育:人诱导原始生殖细胞的分化效率约降低一半,提示早期生殖细胞命运建立受到抑制;人诱导精原干细胞数量减少约26%,增殖能力受到影响;而人诱导卵泡样细胞总体形态保持稳定,未见明显异常。
在分子机制层面,多组学分析显示,太空飞行并未破坏这些细胞的核心生殖细胞身份,但显著重塑了关键通路。其中,男性生殖细胞早期发育表现出转录组与翻译组之间的「脱耦」现象,提示太空环境可能优先通过翻译层面的调控发挥作用。研究团队进一步通过全外显子组测序和DNA甲基化组分析发现,在当前低轨短期暴露的飞行时间窗口内,太空飞行组和地面对照组的突变参数相近,DNA甲基化模式总体稳定,短期太空飞行并未导致广泛的基因组或表观基因组失稳。\大公报记者刘凝哲

