“魚航員”再上太空，這次又有啥任務

2025年4月24日17時17分，搭載神舟二十號載人飛船的長征二號F遙二十運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射，約10分鐘后，神舟二十號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道。而這一次發射，備受矚目的是飛船里的“魚航員”——6條來自華南理工大學醫學院的斑馬魚。

“這些斑馬魚將在中國空間站停留30天以上，執行失重性骨丟失及心肌重塑的蛋白穩態調控機制研究任務。這是國際上首次利用基因敲除型斑馬魚開展的在軌實驗。”項目負責人之一、華南理工大學醫學院教授王強介紹說。

該研究項目由中國航天員科研訓練中心、華南理工大學和中國科學院上海技術物理研究所共同承擔。“此次進入中國空間站，我們將重點研究微重力對斑馬魚心血管功能障礙和骨丟失的影響，并探索密閉生態系統中動物、植物和水體環境的相互作用。”王強說。

“魚航員”肩負科研使命

空間失重給航天員的心血管系統、骨骼系統帶來多種潛在風險。而失重性骨丟失以及心肌重塑，是制約人類開展深空探索的重要醫學問題之一。

斑馬魚是一種小型熱帶淡水魚，體長僅4至5厘米。它和人類基因組有高達80%以上的相似度，是開展生命科學、健康科學、環境科學研究的重要模式動物。

2024年4月，神舟十八號攜帶4條斑馬魚和4克金魚藻進入中國空間站，并實現了全球空間水生生態系統最長的43天在軌運行紀錄；同時，實現斑馬魚在太空成功產卵，表明我國研制的水生生態系統穩定性強。

在此基礎上，斑馬魚研究在今年再度升級，6條實驗用斑馬魚將在結束空間站生活后返回地面。“我們使用斑馬魚作為模式生物，將裝有3條野生型斑馬魚和3條基因敲除型斑馬魚，以及由6克金魚藻構建的水生生態系統，放置于上行水生支持裝置中，搭乘神舟二十號飛船送達中國空間站。”王強介紹說。

據介紹，中國航天員科研訓練中心研究員李英賢團隊和王強團隊的研究已經在地面驗證，敲除斑馬魚特定基因wwp1后，可以對抗骨丟失和心肌重塑現象的發生。

“此前由于實驗條件限制，只能在地面開展模擬失重實驗。相關現象在中國空間站上究竟能否得到驗證，大家都特別期待。”王強表示，斑馬魚返程后將被用來研究生物體在微重力環境下對空間環境的響應和變化機制。此外，團隊將利用從空間站帶回的水樣和金魚藻，探究航天特殊環境對高等動物、植物與生態系統間穩態的影響。

通過這些研究，團隊將嘗試找到可行的手段和方法，幫助對抗因航天失重引起的機體變化，為航天員健康保障提供科學依據，從而為載人登月及更遠的深空探測提供幫助。同時，研究結果還有望用于開發針對性藥物，實現“天為地用”，為長期臥床人群的骨丟失問題提供解決方案。

在未來的實驗計劃中，團隊還會將斑馬魚胚胎送到太空，進一步研究微重力條件下脊椎動物胚胎發育的影響機制。

天高任“魚”飛

讓基因敲除型斑馬魚游向太空，并非易事。研究發現，wwp1基因是調控失重性骨丟失和心肌重塑的一個關鍵靶點。團隊成員、華南理工大學醫學院博士生李想告訴記者：“在制備斑馬魚wwp1基因突變體時，一開始就遇到了困難。”

常規的斑馬魚純合突變體制備可能只需要6至8個月，但wwp1基因在斑馬魚基因組中重復序列較多，很難找到合適的基因打靶位點。為此，團隊利用CRISPR/Cas9系統在斑馬魚胚胎中嘗試了40余條sgRNA和20多對不同的鑒定引物，尋找合適的突變體，用了近一年時間反復嘗試，才完成wwp1基因突變體的構建。

實驗任務到了進入發射場的關鍵階段，如何將實驗所需的斑馬魚和金魚藻樣本，從學校安全地帶到千里之外的酒泉衛星發射中心，又成為一個難題。為此，華南理工大學與廣鐵集團積極溝通，幫助團隊將執行本次任務需要的斑馬魚和金魚藻樣本，通過高鐵運送至目的地，保障“魚航員”及時到崗，得以順利開展后續工作。

在地面研究時，由于重力作用，很容易對每一條魚進行麻醉，并使用取樣器回收樣本。但在太空站微重力條件下，使用麻醉劑將斑馬魚麻醉并進行回收，卻是一個很大的難題。在中國科學院上海技術物理研究所工程師田清的指導下，團隊做了大量實驗，反復比較自動回收和手動回收兩種方案，最終決定采用手動回收的方式。

屆時，將由航天員將麻醉劑注入單元中，使用反差鑷子取樣將斑馬魚回收。為此，團隊專門改進了取樣口的設計，確保航天員可以順利完成操作。

6條“魚航員”一飛沖天的背后，是華南理工大學醫學院多年來的積累。該醫學院成立于2014年，目前已組建了胚胎發育信號轉導實驗室，以斑馬魚為模式生物，結合細胞生物學、分子生物學、多組學等技術，研究發育生物學的基本過程。

王強表示，在學校的支持下，醫學院為發育生物學與再生醫學團隊提供了近3000平方米的科研實驗場地，建有兩間斑馬魚魚房、3間獨立的細胞培養間，可放置約1萬個斑馬魚養殖缸，能同時養殖30萬條成年斑馬魚，為5至8個課題組提供相對獨立的斑馬魚養殖空間。