美国宇航局双胞胎研究揭示了太空年的影响

美国宇航员斯科特和马克凯利也是同卵双胞胎，参加了一项提供真正独特结果的双胞胎研究。随着斯科特在国际空间站上生活了将近一年(340天)，而马克生活在亚利桑那州，这对双胞胎由十个研究小组进行研究，旨在了解一年中太空对人体的影响。。他们通过检查可能受太空时间影响的分子和生理特征来做到这一点。

这是“我们对人体对太空飞行反应的最全面的看法，”科罗拉多州立大学放射癌症生物学和肿瘤学教授Susan Bailey说道，他领导了一个研究小组。

研究结果于4月11日发表在“ 科学”杂志上的一篇题为“美国宇航局双胞胎研究：一项为期一年的人类太空飞行的多维分析”的论文中发表。

科学家团队在该年之前，期间和之后研究了双胞胎的生理学，记忆能力，基因表达变化等。他们专注于任何可以显示斯科特在太空中的时间如何影响他身体的变化。生活在太空环境中的方式在很多方面都有所不同，包括限制，隔离和暴露于环境压力因素，如微重力，辐射和噪音。

该团队在25个月内收集了生理学，端粒，转录组学，表观遗传学，蛋白质组学，代谢组学，免疫学，微生物学，心血管学，视觉相关和其他数据。

在斯科特于2015年3月进入太空后，他采集了送回地球的血液样本。对他的血液成分进行测序表明，在太空飞行期间以及在返回地球后，端粒的长度发生了变化。尽管该团队曾预测他的端粒会缩短，但它们的长度增长了14.5%。然而，在返回地球后的几天内，他的端粒缩小回到飞行前的长度。几个月后，一些端粒甚至更短。一般来说，缩短的端粒与衰老以及心血管疾病或癌症等健康风险有关。

在表观遗传和转录数据中测量基因调控变化。最常被上调的基因是那些参与调节免疫系统的基因。

此外，注意到肠道微生物组组成，体重，颈动脉尺寸，中心凹下脉络膜厚度和视乳头周围总视网膜厚度以及血清代谢物的变化。

斯科特的染色体也经历了许多结构变化，部分DNA被交换，倒置甚至合并。

一旦他返回地球，斯科特在太空中经历的大多数变化都会逆转到他的飞行前状态。然而，有一些持久的变化。例如，大约9%的在太空中改变活动的基因保持在太空模式。他回来六个月后，他的免疫系统仍然被改变，DNA修复基因仍然被上调，他的一些染色体仍然被重新排列。对斯科特的短期记忆和逻辑问题的测试表明，他的认知能力已经从飞行前的水平下降。

“本研究中描述的变化突出了可能容易受到太空飞行影响的路径和机制，可能需要对更长的太空任务进行保护; 因此，它们可作为未来任务期间有针对性的对策或监测的指南“作者指出。

此外，一些因素受到返回地球的压力的显着影响，包括炎症细胞因子和免疫应答基因网络，以及认知表现。

作者指出，“虽然我们对4至6个月任务的生理和功能后果的理解在国际空间站连续18年的人类存在中大大增加，但几乎没有太空飞行长度大于6个月的经验“由于计划在不久的将来(20世纪20年代和2030年代)进入火星的任务可能持续长达三年，因此需要进行更多的长期研究，以了解更长的太空持续时间对人体的影响。

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