SpaceX向空间站发送科学物资:组织芯片和大脑类器官

现在,美国宇航局设计北京时间12月7日破晓0点17分(美国东部时间12月6日11点17分)执行CRS-21发射义务,由SpaceX公司向国际空间站发送一些科研物资。

此次名为CRS-21的太空航行标志着SpaceX公司与美国宇航局签署商业货物再补给服务合同下的第21次义务,发射地点在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心。

据悉,此次太空义务原设计于12月5日发射(美国东部时间),但由于天气恶劣推迟了发射时间。升级后的Dragon货运舱将由Falcon 9火箭发射,携载重量2903公斤的补给物资和科学装备。这些科学装备主要用于研究生命科学、再生医学和其他领域的多种实验。

12月7日破晓的太空发射将标志着SpaceX公司升级后的Dragon飞船首次携载货物发射升空(停止现在Dragon飞船运载的都是宇航员)。该飞船是Crew Dragon飞船的改进版,缺少执行载人义务所需的系统,例如:座椅、驾驶舱控制系统和生命支持系统,以及SuperDraco推进器,后者在发射历程中泛起故障时才启用,能对宇航员提供特殊的紧要逃生系统。

升级版的Dragon飞船可携带更多的科学装备,该飞船内部可支持更多的动力载荷,这对生命科学研究异常有利,由于它允许更多的冷藏和其他类型的考察。还允许宇航员在Dragon飞船上存储一些动力有用载荷。

组织芯片

Dragon飞船上的几个有用载荷具有一种叫做“组织芯片”的怪异硬件设计,人类细胞和有机组织在该芯片支架上生长,在微重力环境下逐渐形成3D结构。研究人员可以通过考察领会太空中该组织更多的基本生长历程,包罗:老化、骨骼状态和肌肉损失。

其中一项由美国佛罗里达大学举行的研究将考察人类肌肉在太空中若何萎缩,16个骨骼肌样本将在此次太空义务中送到空间站,在那里宇航员亲切考察微重力条件下肌肉组织束的转变。据悉,8个骨骼肌样本采样于年轻人,他们一样平常体能流动较多;而另8个骨骼肌样本采样于久坐、较少流动的中老年人。每组有一半的样本将接受电刺激,考察在失重情况下肌肉若何萎缩。研究人员将以这个实验作为起点,睁开更深入的研究,最终将测试种种疗法,考察肌肉退化是否可以预防。

微重力条件下的人类大脑

此次送到空间站的另一个科学载荷是使用干细胞手艺培育的大脑类器官,该研究旨在领会微重力若何影响脑细胞存活及功效,可能有助于推动自闭症、阿尔茨海默症治疗的希望。

Space Tango公司首席科学家比尔·麦克拉姆布(Bill McLamb)说:“太空旅行模拟了我们在地球上考察到的人体朽迈影响,只是在更短的时间跨度内,使我们更容易检查正在发生的历程。在太空中研究人类大脑具有一定难度,这就是为什么此类实验云云主要。”

该项研究将提取干细胞并将其转化为脑细胞,脑细胞将形成具有三维结构的大脑类器官,大脑类器官储存在一个特殊容器中,它们能够模拟细胞多样性和人脑发育的功效。

研究人员指出,此类研究可以辅助美国宇航局及其合作伙伴执行火星载人航行等遥远太空义务做好准备,由于宇航员未来可能历久暴露在太空恶劣环境中,通过这些研究将有助于预防退行性大脑疾病。

心脏细胞

美国斯坦福大学一组研究人员考察了改良心脏组织在微重力条件下的显示,此次发射将携带心肌细胞、内皮细胞和心脏成纤维细胞组成的组织样本,研究重力转变若何影响心脏细胞。

研究人员知道微重力会导致人类心脏负荷和形状发生转变,但若是某人长时间在太空环境下生涯,这些转变是否会成为永久性转变仍是未知的。

该研究项目的组织簇样本粘贴在组织芯片上,研究人员称,实验效果可能有助于确定新的治疗方案,并支持太空航行前展望心血管风险复查措施的生长,后续研究包罗心脏病疗法。

太空免疫反映

快检诊断公司HemoCue将着眼研究白细胞在太空中的反映,在地球上,医生基于白细胞总数以及考察到种种类型的症状来诊断疾病,HemoCue首次推出一种新型手艺,可使宇航员在太空中举行白细胞数目。

HemoCue的目的是测试该装备在微重力环境下的事情效果,研究人员称,若是它有用的话,将成为宇航员医疗箱中一个很有价值的工具。

另一项科学载荷是Micro-14,可以研究剖析太空环境中酵母菌反映,稀奇是白色念珠菌(Candida albicans),据领会,白色念珠菌是一种机遇性病原体,能在免疫缺陷的宿主体中引发危及生命的疾病。Micro-14将评估酵母菌对微重力的反映,寻找细胞和分子品级上发生的转变。

由于宇航员在太空航行中可能会泛起免疫缺陷,研究人员对若何更好地展望生物体康健风险稀奇感兴趣,之前研究解释,许多微生物在微重力环境下显示出更强毒性,但需要睁开更多的研究确认这种特殊病原体。

美国宇航局喷气推进实验室正在牵头开展一项设计,从空间站差别位置采集棉签样本,考察细菌和相关代谢物(细菌生长发生的化学物质)之间的玄妙关系。该项目将辅助研究人员更好地领会微生物和代谢物在封锁环境中若何漫衍,以及这种漫衍若何影响人类康健,这将有益于医院和疗养院的管理人员,这些事情人员通常免疫力较低。(卡麦拉)

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