NPJ microgravity?|?研究揭示模擬微重力下肝細胞抵抗“漂浮”機制
隨著太空探索的快速發(fā)展,人類在微重力環(huán)境中的長期生存問題備受關注。細胞在太空中的行為與地球截然不同,例如增殖減緩、凋亡增加等現象已被廣泛報道。然而,微重力如何影響細胞的“休眠”狀態(tài),尤其是肝細胞這類重要功能細胞,仍是未解之謎。此前研究發(fā)現,模擬微重力會抑制肝細胞增殖并誘導凋亡,但部分細胞卻呈現懸浮狀態(tài),其生物學特性及調控機制尚不明確。
近日,中國科學院深圳先進技術研究院醫(yī)藥所能量代謝與生殖研究中心雷曉華科研團隊發(fā)表于Nature旗下期刊NPJ microgravity的一項研究,通過隨機定位儀地基模擬微重力效應環(huán)境,觀察肝細胞在該環(huán)境下的行為和分子變化。
研究發(fā)現,模擬微重力條件下,部分肝細胞脫離培養(yǎng)表面形成懸浮球體,而貼壁細胞和懸浮細胞的命運截然不同:懸浮細胞增殖減緩、凋亡減少,呈現類似“休眠”的狀態(tài)。 進一步機制研究表明,貼壁細胞的PI3K/AKT/mTOR信號通路活性顯著上調,并伴隨下游蛋白c-Myc的表達增加。相反,懸浮細胞中這一通路活性較低。通過基因操作驗證,敲低c-Myc會促進肝細胞懸浮,而過表達c-Myc則抑制懸浮。這表明,PI3K/AKT/mTOR通路和c-Myc是調控肝細胞在微重力環(huán)境下是否進入休眠狀態(tài)的關鍵因素。
該研究首次揭示了PI3K/AKT/mTOR通路和c-Myc在微重力誘導肝細胞休眠中的保護作用,為理解太空環(huán)境中細胞適應性機制提供了新視角。這一發(fā)現不僅有助于開發(fā)針對宇航員肝功能障礙的防護策略,還可能為地面醫(yī)學中肝細胞休眠相關疾?。ㄈ缒[瘤耐藥或組織修復)的研究提供新思路。未來,通過調控這一通路,或可優(yōu)化太空細胞培養(yǎng)技術,甚至為肝臟疾病的治療開辟新途徑。
中國科學院深圳先進技術研究院助理研究員熊月博士為該論文的第一作者。中國科學院深圳先進技術研究院雷曉華研究員、深圳灣實驗室張珂研究員為論文的共同通訊作者。這項工作得到了科技部國家重點研發(fā)計劃變革性技術關鍵科學問題重點專項、國自然面上基金以及國家載人航天工程空間站第二批科學實驗項目等項目經費支持。

文章上線截圖
附件下載: