科技日?qǐng)?bào)記者 李禾

空間探索在未來(lái)會(huì)日漸普及，執(zhí)行任務(wù)的宇航員也勢(shì)必會(huì)在太空中停留更久。目前的觀點(diǎn)認(rèn)為，長(zhǎng)時(shí)間暴露在極端空間環(huán)境內(nèi)對(duì)人的身心有負(fù)面影響。除了骨骼流失、肌肉損傷、心血管并發(fā)癥、免疫系統(tǒng)機(jī)能失常等問(wèn)題，長(zhǎng)期暴露在太空環(huán)境還容易誘發(fā)宇航員的抑郁癥。但造成這種現(xiàn)象的潛在生理機(jī)制，目前尚不明確。

北京理工大學(xué)張永謙、鄧玉林教授帶領(lǐng)的醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)為解決這一問(wèn)題，將大鼠作為動(dòng)物模型開(kāi)展研究，研究成果發(fā)表在《Space: Science & Technology （空間科學(xué)與技術(shù)）》期刊中。不同于此前的模擬微重力影響實(shí)驗(yàn)，張永謙團(tuán)隊(duì)側(cè)重研究空間環(huán)境的復(fù)雜性，影響因素包括微重力、噪聲、空間狹小、晝夜節(jié)律變化（組合出較短的晝夜明暗周期），以及這些因素的組合疊加。研究團(tuán)隊(duì)借此模型確保后續(xù)行為實(shí)驗(yàn)和蛋白質(zhì)表達(dá)分析的準(zhǔn)確性，從而更好地研究宇航員長(zhǎng)期待在太空環(huán)境中可能受到的影響。

圖由Space: Science & Technology期刊編輯部提供

這篇題為《模擬復(fù)雜空間環(huán)境下大鼠海馬的深度膜蛋白質(zhì)組分析（Deep Membrane Proteome Profiling of Rat Hippocampus in Simulated Complex Space Environment by SWATH）》的論文指出，為驗(yàn)證大鼠在模擬復(fù)雜空間環(huán)境（SCSE）中的抑郁情緒，研究組進(jìn)行了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：蔗糖偏好實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)、曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。這三個(gè)實(shí)驗(yàn)分別用于量化食欲、絕望情緒和新異環(huán)境的自主行為，探究行為和焦慮程度。測(cè)試結(jié)果與預(yù)期相同，暴露在SCSE中的大鼠表現(xiàn)出類似抑郁的行為，而對(duì)照組則沒(méi)有。

然后，研究團(tuán)隊(duì)將實(shí)驗(yàn)大鼠進(jìn)行無(wú)痛處理后，從大鼠的海馬體中提取出組織樣本。海馬體是大腦的重要組成部分，很容易受到長(zhǎng)期壓力的影響，與引發(fā)抑郁癥有關(guān)。團(tuán)隊(duì)采用融合了傳統(tǒng)蛋白質(zhì)組的高通量和質(zhì)譜絕對(duì)定量金標(biāo)準(zhǔn)多反應(yīng)監(jiān)測(cè)的定量精確的技術(shù)，來(lái)比較SCSE組與對(duì)照組的大鼠——數(shù)據(jù)非依賴性采集DIA定量蛋白組學(xué)技術(shù)，以此建立兩組表達(dá)不同的細(xì)胞膜蛋白精確圖譜。

分析結(jié)果有助于揭示空間環(huán)境對(duì)哪些蛋白質(zhì)和生物功能造成了影響。張永謙副教授表示：“我們發(fā)現(xiàn)SCSE會(huì)干擾神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，尤其是突觸的形成和神經(jīng)元再生。此外，參與突觸傳遞和突觸囊泡運(yùn)輸?shù)牡鞍滓泊嬖谝种菩?yīng)?！?/p>

此項(xiàng)研究也有利于研究預(yù)防宇航員抑郁的藥物和措施。鄧玉林教授說(shuō)：“這些表達(dá)變化差異的蛋白將作為生物標(biāo)記蛋白，應(yīng)用在未來(lái)的實(shí)驗(yàn)研究和政策制定中，保持宇航員心理和生理健康?！?/p>

據(jù)介紹，《Space: Science & Technology （空間科學(xué)與技術(shù)）》是北京理工大學(xué)(BIT)、中國(guó)空間技術(shù)研究院（CAST）和美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）/ Science共同打造的綜合性高水平國(guó)際化英文科技期刊，采用開(kāi)放獲?。∣PEN ACCESS，OA）平臺(tái)出版，本刊是美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）自1880年創(chuàng)建Science期刊以來(lái)的第一本航天領(lǐng)域的伙伴期刊。本刊由工業(yè)和信息化部主管，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）和北京理工大學(xué)出版社聯(lián)合出版發(fā)行。

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