【Cell子刊】太空商业化？利用外太空推进干细胞科学和医学！

更有效地生产大批量干细胞的秘密可能在于接近零重力的太空条件。美国西达赛奈（Cedars-Sinai）的科学家们发现，微重力有可能通过促进干细胞的快速大规模生产，为挽救生命做出贡献。

由Cedars-Sinai领导并发表在同行评议期刊《Stem Cell Reports》上的一篇题为“Biomanufacturing in low Earth orbit for regenerative medicine”的新论文，强调了2020年太空生物制造研讨会期间讨论的扩大太空中干细胞制造的关键机会。

生物制造是干细胞生产的一种类型，它使用生物材料(如微生物)来生产适合用于临床前、临床和治疗应用的物质和生物材料，在微重力条件下生产效率更高。

研究科学家和Cedars-Sinai董事会再生医学研究所、Smidt心脏研究所和生物医学科学系新研究实验室负责人，干细胞生物学家Arun Sharma博士说：“我们发现，航天和微重力是生物制造的理想场所，因为它赋予生物组织和生物过程一些非常特殊的特性，可以帮助大量生产细胞或其他产品，而这种方式是你在地球上无法做到的。”

他说：“在过去的二十年里，再生医学取得了显著的进步，太空技术呈指数级的进步为进入太空和将太空商业化提供了新的机会。”

根据Cedars-Sinai的论文，12月参加虚拟太空研讨会的与会者确定了50多个在太空进行生物制造工作的潜在商业机会。最有希望的分为三类：疾病建模、生物制造和干细胞衍生产品。

第一个——疾病建模，科学家们通过复制全功能结构来研究疾病和可能的治疗方法，无论是使用干细胞、类器官（由类似人体组织的人类干细胞培育的微型3D结构），还是其他组织。

研究者发现，一旦身体长时间暴露在低重力条件下，就会加速骨质流失和衰老。通过建立基于这一加速衰老过程的疾病模型，研究科学家可以更好地理解衰老过程和疾病进展的机制。

论文通讯作者Sharma说：“这项工作不仅可以帮助宇航员，而且还可以帮助制造出骨骼构造或骨骼肌构造，这些构造可以应用于人们在地球上经历的骨质疏松症和其他形式的加速骨骼老化和肌肉萎缩等疾病。”

研讨会上另一个被高度讨论的话题是生物制造，即利用制造过程来生产组织和器官等材料。核心生物制造技术之一是3D打印。

在地球上生产这些材料的一个主要问题涉及重力诱导的密度，这使得细胞很难扩增和生长。由于太空中没有重力和密度，科学家们希望能够利用3D打印，以一种地球上无法复制的方式，打印出独特的形状和产品，就像类器官或心脏组织一样。

第三类与干细胞的产生和理解微重力如何影响干细胞的一些基本特性有关。其中一些特性包括潜能，或干细胞自我更新的能力；以及分化，即干细胞转变为其他细胞类型的能力。

了解航天飞行对干细胞的一些影响，可以潜在地带来在没有重力的情况下制造大量细胞的更好方法。来自Cedars-Sinai的科学家将于明年初把干细胞送入太空，与NASA和一家私人承包商Space Tango联合，测试是否有可能在低重力环境下大批量生产干细胞。

Sharma说：“虽然我们仍处于一些研究的探索性阶段，但这不再是科幻小说领域。在接下来的五年内我们可能会看到这样一种情况，细胞或组织可以以地球上根本不可能的方式制造。我认为这是非常令人兴奋的。”（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2021-12-leveraging-outer-space-advance-stem.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。