今年7月15日，天舟九號貨運飛船攜帶23項科學(xué)實驗物資上行中國空間站，開展在軌實驗。1個多月來，各項實驗進(jìn)展順利，其中，空間生命科學(xué)實驗已經(jīng)完成在軌實驗任務(wù)，為開展后續(xù)研究奠定良好基礎(chǔ)。
太空微重力為腦疾病 新藥研發(fā)提供新思路
把“實驗室”搬上太空，看中的就是太空的微重力環(huán)境。最新在軌實驗發(fā)現(xiàn)：空間環(huán)境下，腦細(xì)胞移動速度更快，肌肉修復(fù)進(jìn)程卻變慢，而脂代謝疾病藥物的治療效果明顯提高。這些新發(fā)現(xiàn)，可能為阿爾茨海默病治療、新型藥物研發(fā)等打開全新視角。
據(jù)了解，通過開展這三項空間生命科學(xué)實驗，科研人員分別要探索空間微重力環(huán)境對人腦類器官結(jié)構(gòu)功能的影響及機(jī)制、骨骼肌前體細(xì)胞的遷移行為，以及核酸脂質(zhì)納米藥物在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運規(guī)律和機(jī)制，進(jìn)一步深化對生物體生理病理的認(rèn)知，為人類健康保障提供基礎(chǔ)支持。
中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心生命領(lǐng)域主管設(shè)計師 金雪娜：目前我們通過在軌的觀察發(fā)現(xiàn)器官芯片在軌的神經(jīng)元相比于地面移動更快。這可能說明空間特殊的環(huán)境下，會促進(jìn)腦組織里細(xì)胞的移動，從而促進(jìn)成熟或衰老。有望對類似于阿爾茨海默病相關(guān)的一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病，提供一些治療的新思路、新方法。
據(jù)介紹，除了器官芯片的新發(fā)現(xiàn)以外，在中國空間站開展的空間微重力環(huán)境對骨骼肌前體細(xì)胞遷移的影響極其機(jī)制研究項目，目的是在太空微重力環(huán)境下，尋找克服肌肉萎縮的新途徑。通過在軌實驗，科研人員發(fā)現(xiàn)，骨骼肌前體細(xì)胞遷移速度明顯變慢，骨骼肌再生的時間整體推遲，不利于骨骼肌修復(fù)。而微重力環(huán)境下核酸脂質(zhì)納米載體生物學(xué)功能的研究項目中，在軌實驗數(shù)據(jù)顯示，細(xì)胞對核酸藥物的攝取效率明顯提高，疾病相關(guān)蛋白表達(dá)水平呈現(xiàn)快速下降趨勢，核酸藥物具有良好的空間潛在應(yīng)用優(yōu)勢。
中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心生命領(lǐng)域主管設(shè)計師 金雪娜：在空間環(huán)境下，脂代謝疾病藥物的治療效果明顯會提高。所以空間微重力環(huán)境這一個實驗條件有可能會作為未來藥物干預(yù)或者藥物開發(fā)的一個新思路。
“樣品”已入冷藏柜 將隨飛船返回地球
目前，三項空間生命科學(xué)實驗已經(jīng)完成在軌的實驗任務(wù)，預(yù)計今年下半年樣品將隨載人飛船返回地面，開展后續(xù)研究。
這批生命科學(xué)實驗物資隨天舟九號入軌后，航天員將細(xì)胞實驗單元安裝至生物技術(shù)實驗柜的細(xì)胞組織實驗?zāi)K，在地面遠(yuǎn)程控制下完成了自動培養(yǎng)、顯微成像、樣品固定等系列操作，并由航天員實施了在軌取樣、樣品存儲等工作，實驗過程順利，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心生命領(lǐng)域主管設(shè)計師 金雪娜：這三項實驗項目包括我們上行了器官芯片、骨骼肌前體細(xì)胞等五類樣品，三項生命科學(xué)實驗項目已經(jīng)順利完成，現(xiàn)在的樣品位于低溫存儲柜，后續(xù)將隨載人飛船下行，開展后續(xù)的研究。
據(jù)介紹，我國科研人員已經(jīng)通過中國空間站開展了植物、細(xì)胞、果蠅、斑馬魚等相關(guān)的一批生物研究，這些研究為后續(xù)生物領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究以及未來疾病的治療、藥物的研發(fā)等提供了重要的理論基礎(chǔ)。
創(chuàng)紀(jì)錄 3100℃高溫熔煉“最耐熱金屬”
今年以來，中國空間站空間應(yīng)用系統(tǒng)已在軌實施58項科學(xué)與應(yīng)用項目，取得一系列新進(jìn)展，近期在航天員協(xié)助下成功完成了鎢合金加熱到超過3100攝氏度的實驗，刷新了國際上空間材料科學(xué)實驗最高加熱溫度的紀(jì)錄。
這項空間材料科學(xué)實驗由西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院科研團(tuán)隊負(fù)責(zé)。在地面實驗室，記者看到了科研團(tuán)隊自行研制的靜電懸浮設(shè)備。這種設(shè)備可以利用靜電場提供的電場力來克服重力，從而讓實驗材料在中國空間站的無容器材料實驗柜中呈現(xiàn)穩(wěn)定懸浮狀態(tài)。科研團(tuán)隊通過在地面環(huán)境下進(jìn)行充分的預(yù)先實驗，進(jìn)而設(shè)計確定了空間站環(huán)境下的研究方案。
西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授 胡亮：我們在空間站做鎢合金的實驗，主要是兩方面的原因。第一個方面，空間站提供的微重力條件，可以使金屬鎢熔化之后達(dá)到一個非常標(biāo)準(zhǔn)的球形狀態(tài)，這對于精確地獲取物理化學(xué)性質(zhì)是非常有利的。第二個方面，因為鎢的密度非常高，如果加上其他元素之后，在地面上去制備會出現(xiàn)重的沉下去、輕的飄上來的分層的、不均勻的現(xiàn)象。如果在空間站去制備鎢合金，會得到一個組織和成分都高度均勻的狀態(tài)，這對于提升材料的性能是非常有利的。
金屬鎢是目前已知的熔點最高的金屬，熔點高達(dá)3412攝氏度，比鐵高1800多攝氏度。由于它具有超高的熔點，鎢及其合金能夠在核聚變反應(yīng)堆等極端環(huán)境下使用。長期以來，鎢合金在超高溫度下的物理化學(xué)性質(zhì)一直是科學(xué)界的難題。如今，得益于中國空間站的無容器材料實驗柜，鎢合金成功被加熱到超過3100攝氏度，這就刷新了國際空間材料科學(xué)實驗最高加熱溫度的紀(jì)錄。
西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授 胡亮：這項工作不僅驗證了我們國家自主設(shè)計的空間材料科學(xué)實驗柜具有非常優(yōu)異的性能，也積累了大量的超高溫材料在軌實驗的原始數(shù)據(jù)。這些研究結(jié)果將為新型的鎢合金的設(shè)計以及性能的提升提供重要的理論依據(jù)，將為超高溫材料在核工業(yè)、航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用的基礎(chǔ)研究發(fā)揮重要作用。
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