中國科學家利用中國空間站開展多項生命和材料科學研究

中新社北京7月21日電 (記者 孫自法)記者21日從中國科學院獲悉，科研團隊利用中國空間站開展多項生命和材料研究，同時通過對返回地面的空間科學實驗樣品分析，取得階段性科研進展。

中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所應浩研究員主持“空間微重力環(huán)境對骨骼肌影響的生物學基礎研究”項目，他向媒體介紹說，人體有600多塊骨骼肌，約占體重的40%，對維持人體正常生理功能及代謝的穩(wěn)態(tài)至關重要。代謝性疾病(如肥胖、糖尿病)、肌少癥(與衰老相關的肌萎縮)等，都涉及骨骼肌功能和穩(wěn)態(tài)的異常。航天員執(zhí)行任務會產生各方面的生理適應，其中包括肌萎縮。這些由微重力環(huán)境造成的生理適應與地面人群衰老、長期臥床等產生的生理病理改變，有很多相似之處。

發(fā)現(xiàn)骨骼肌細胞對微重力環(huán)境的感知和響應規(guī)律，揭示空間肌萎縮發(fā)生的機制，尋找相應的對抗措施，將為保障長期在軌航天員的運動能力和健康水平，提高在軌人員的工作效能，為防治地面人群骨骼肌萎縮，如老年人群的肌少癥和長期臥床導致的肌萎縮，為防治相關代謝性疾病，提供實驗證據(jù)、理論基礎和新的思路。

“空間微重力環(huán)境對骨骼肌影響的生物學基礎研究”項目利用中國空間站提供的長期微重力條件，研究了空間微重力對骨骼肌細胞的影響，重點關注細胞的生長、分化、自噬和分泌情況。

應浩說，目前，該項目已取得的進展和初步成果包括：利用中國自主研發(fā)的生物技術實驗柜及細胞組織培養(yǎng)模塊，成功實現(xiàn)骨骼肌細胞的在軌培養(yǎng)和分化，觀察到細胞融合和肌管形成等現(xiàn)象；利用中國自主研發(fā)的熒光成像系統(tǒng)，借助報告基因體系，建立在軌活細胞自噬的可視化分析方法；利用在軌熒光成像，國際上首次檢測空間微重力環(huán)境下骨骼肌細胞自噬小體的誘導形成過程；成功回收真實空間微重力環(huán)境下的骨骼肌細胞樣品以及細胞培養(yǎng)液樣品用于后續(xù)研究和分析。

應浩表示，后續(xù)研究將重點探索微重力導致肌萎縮和代謝紊亂的機制，為尋找相應的對抗措施，積累實驗數(shù)據(jù)，奠定理論基礎。

中國科學院金屬研究所羅興宏研究員指出，單晶高溫合金是制備航空發(fā)動機和熱氣輪葉片的關鍵材料，它們是通過定向凝固的方式制備。為提高單晶合金性能，最好先搞清重力在凝固過程中如何具體發(fā)揮作用？機理是什么？地面研究環(huán)境受無處不在的重力影響使得精準解答上述問題很困難，而在空間環(huán)境下，重力的影響幾乎不存在，“這給我們提供了一個理想的場所來揭開重力的面紗，看到凝固的本質過程”。

他說，本次中國空間站研究項目正是基于此開展，期望通過空間與地面聯(lián)合研究，揭示重力在單晶合金凝固過程中的具體作用及相關機理，探索解決合金凝固缺陷問題，提高合金綜合性能的新途徑。

該研究分兩個階段進行。第一階段先利用空間站高溫柜溫度較低的I型爐，用熔點較低、成分較簡單的鋁合金開展定向凝固研究，重點關注重力對枝晶形態(tài)以及成分分布的影響。第二階段采用高溫柜溫度較高的II型爐，用接近真實鎳基單晶高溫合金的復雜合金體系進行凝固研究，進一步深化對重力對復雜合金體系凝固組織及成分分布的影響的理解。

羅興宏表示，目前第一階段已完成一個樣品的空間實驗并回收，正在對樣品進行解剖分析工作，期待有好的結果呈現(xiàn)。

據(jù)了解，一個多月前，隨著神舟十五號返回艙的成功著陸，隨艙下行的中國空間站第四批空間科學實驗樣品順利運抵北京交付中國科學院空間應用工程與技術中心，該中心與相關實驗人員對返回實驗樣品基本狀態(tài)進行檢查確認，并交接相關實驗科學家開展后續(xù)研究。(完)