一年前，4條斑馬魚搭載神舟十八號飛船進入太空，中國空間站首次實現(xiàn)“太空養(yǎng)魚”。24日，斑馬魚再次伴隨著三位航天員前往中國空間站。如果說，神舟十八號的“太空養(yǎng)魚”，任務(wù)目標僅僅是把小魚養(yǎng)活；如今搭乘神舟二十號飛船上天的新一批斑馬魚則是重任在肩。

此次由斑馬魚承擔的太空實驗項目，名叫《失重性骨丟失和心肌重塑的蛋白穩(wěn)態(tài)調(diào)控》，主要研究的是脊椎動物在太空失重環(huán)境下的骨丟失和心肌重塑兩大航天醫(yī)學(xué)問題。為什么選擇斑馬魚作為模式生物？這項實驗有可能給人類健康帶來哪些助力？

此次要對斑馬魚進行航天醫(yī)學(xué)問題研究

“那些可愛的斑馬魚除了完成它們的使命任務(wù)，還可以充當我們的小團寵，是我們重要的心靈寄托。”這是李廣蘇在結(jié)束神舟十八號任務(wù)之后，發(fā)出的感慨。

“太空養(yǎng)魚”實驗，把水藻和斑馬魚放在一個小的密閉容器里——水藻通過光合作用產(chǎn)生氧氣供魚呼吸，小魚的代謝產(chǎn)物、排泄物又能給水藻提供營養(yǎng)物質(zhì)，構(gòu)成了微小的二元生態(tài)系統(tǒng)。

中國航天員科研訓(xùn)練中心研究員李英賢介紹，神舟十八號在軌期間，證明了太空養(yǎng)魚的可行性。“當時只是證明了這個系統(tǒng)能夠在天上把魚養(yǎng)活、正常生長，但是到底魚內(nèi)部發(fā)生了什么變化？因為魚沒收回來，你就沒法研究。”

李英賢說，這一次，神舟二十號的斑馬魚實驗，計劃走得更遠一些，“相當于是在此前建立的一個系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，來解決我們的醫(yī)學(xué)問題。”

要想研究特定的航天醫(yī)學(xué)問題，模式生物的選擇、實驗流程的設(shè)計，都大有講究。

李英賢介紹說，航天員長期在太空飛行期間，產(chǎn)生的骨丟失和心肌重塑現(xiàn)象，是國際航天界公認的兩個關(guān)鍵的航天醫(yī)學(xué)問題。“這么多年來，我們大部分的實驗是在地面上做的模擬失重生理效應(yīng)的實驗，其實我們特別期待能夠在太空真實的失重條件下，看看機體到底發(fā)生了什么變化，從而進行深入的機制解析。這樣將來我們能夠更好地進行對抗防護。”

為何選中斑馬魚？

研究與航天員身體健康密切相關(guān)的醫(yī)學(xué)問題，為什么要選擇斑馬魚作為模式生物？這并不僅僅是因為中國空間站已經(jīng)養(yǎng)魚養(yǎng)出了經(jīng)驗，更因為斑馬魚骨代謝和心血管相關(guān)的基因與人類基因的同源性大約在80%左右，有很多一致的基因表現(xiàn)。

李英賢介紹，國際空間站做過青鳉魚實驗，發(fā)現(xiàn)它也會發(fā)生骨丟失，但并不知道它發(fā)生的機制是什么，只觀察到一個現(xiàn)象。“用斑馬魚沒有人做過，這是我們第一次用斑馬魚來研究骨代謝和心肌重塑的問題。”

國際空間站此前的科學(xué)實驗項目已經(jīng)證明，小魚在太空環(huán)境里同樣會發(fā)生骨丟失現(xiàn)象，如今中國空間站的實驗打算進一步探究現(xiàn)象背后的原因。

6只斑馬魚中3只做了特殊處理

在科學(xué)實驗中，使用對照組是一個常見的方法。華南理工大學(xué)教授王強告訴記者，跟隨神舟二十號奔赴空間站的6只斑馬魚，不僅要精挑細選，其中的3只還被提前敲除了特定的基因。

△等待篩選上太空的新一批斑馬魚

設(shè)計實驗的科研人員們期待，定向敲除特定基因之后的斑馬魚，可以在太空里活得更加健康。如果本次神舟二十號的斑馬魚實驗結(jié)果支持了科研人員的假設(shè)，就證明，只要找到了抑制這些特定基因的靶向藥物，就可以減緩甚至避免相關(guān)現(xiàn)象的發(fā)生。

王強介紹，接下來，如果要進行靶向藥物開發(fā)，就可以篩選一些靶向基因靶點，用抑制性的小分子藥物抑制相關(guān)蛋白的活性，從而維護在微重力下人類身體的正常狀態(tài)，防止心血管重塑或者骨骼丟失的發(fā)生。接下來，還需要經(jīng)歷臨床實驗，推動藥物最終上市等步驟。

李英賢告訴記者，一旦相關(guān)研究的成果真正落地，造福的將不僅僅是長期在太空出差的航天員們。“我們也希望能夠為地面上由于去負荷比如長期臥床，導(dǎo)致的骨流失問題，起到治療作用。”