小鼠胚胎首次在太空中生長

小鼠胚胎從國際空間站返回后的顯微鏡圖像圖片來源：若山照彥／山梨大學(xué)

哺乳動(dòng)物的胚胎第一次被送入太空，以便科學(xué)家可以研究零重力如何影響正在成長的胎兒。

近日，日本山梨大學(xué)的研究人員首次在國際空間站（ISS）上成功培養(yǎng)了小鼠胚胎，以探索人類在太空懷孕是否安全。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《交叉科學(xué)》。

或許未來的火星之旅中可以實(shí)現(xiàn)懷孕，畢竟前往火星需要6個(gè)多月的時(shí)間。該研究負(fù)責(zé)人、日本山梨大學(xué)若山照彥表示：“我們正在進(jìn)行研究，以確保如果那一天到來，我們能夠安全地生育孩子。”

（D）為宇航員在微重力作用下將胚胎解凍；（E）為地面實(shí)驗(yàn)室上培養(yǎng)收集的胚胎；（F）為在1G重力環(huán)境下的胚胎；（G）為在國際空間站上成功培養(yǎng)的胚胎圖片來源：若山照彥／山梨大學(xué)

若山照彥團(tuán)隊(duì)在地球上的實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)的第一步，從懷孕的小鼠身上提取了處于早期雙細(xì)胞階段的胚胎并將其冷凍。

這些冷凍胚胎于2021年8月由SpaceX公司的一枚火箭從佛羅里達(dá)州發(fā)射到國際空間站。它們被儲(chǔ)存在若山照彥團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的特殊設(shè)備中，這樣空間站上的宇航員就可以很容易地解凍胚胎并培養(yǎng)4天。然后，宇航員用化學(xué)方法保存胚胎，用返回艙將它們送回地球。

若山照彥介紹，這些胚胎只生長了4天，因?yàn)樗鼈冎荒茉谧訉m外存活這么長時(shí)間。

研究人員研究了這些返回地球的胚胎，以檢查它們的發(fā)育是否受到太空高輻射和低重力的影響。

胚胎沒有顯示出受到輻射后DNA損傷的跡象，可能是因?yàn)樗鼈冎辉谔罩写撕芏痰臅r(shí)間。

同時(shí)，胚胎表現(xiàn)出了正常的結(jié)構(gòu)發(fā)育，包括分化成構(gòu)成胎兒和胎盤基礎(chǔ)的兩組細(xì)胞。若山照彥指出，這是一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橹罢J(rèn)為微重力可能會(huì)影響胚胎分化成這兩種不同細(xì)胞類型的能力。

目前尚不清楚胚胎發(fā)育的后期階段是否會(huì)因在太空發(fā)育過而中斷，但之前的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，處于懷孕后期的孕鼠在美國宇航局的太空飛行中待了9～11天，當(dāng)它們返回地球時(shí)，產(chǎn)下了正常體重的幼崽，這表明幼崽發(fā)育正常。

因此，若山照彥認(rèn)為，基于這一點(diǎn)和他們的研究結(jié)果，也許哺乳動(dòng)物在太空繁殖是可能的。然而，他表示，目前尚不清楚在微重力條件下，足月分娩小鼠幼仔或人類嬰兒是否會(huì)困難。

現(xiàn)在，若山照彥團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃測試被送往國際空間站后返回地球的小鼠胚胎是否可以植入雌性小鼠體內(nèi)，并發(fā)育成健康的后代，這將為胚胎暴露在太空輻射和微重力下的生存能力提供進(jìn)一步的線索。此外，研究人員還想測試送到國際空間站的小鼠精子和卵子是否可以在太空中通過體外受精來制造胚胎。

文章來源：iScience、中國科學(xué)報(bào)