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(guān)注。細(xì)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(xiàn)象已被廣泛報(bào)道。然而，微重力如何影響細(xì)胞的“休眠”狀態(tài)，尤其是肝細(xì)胞這類重要功能細(xì)胞，仍是未解之謎。此前研究發(fā)現(xiàn)，模擬微重力會(huì)抑制肝細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)凋亡，但部分細(xì)胞卻呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)，其生物學(xué)特性及調(diào)控機(jī)制尚不明確。

近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)藥所能量代謝與生殖研究中心雷曉華科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表于Nature旗下期刊NPJ microgravity的一項(xiàng)研究，通過隨機(jī)定位儀地基模擬微重力效應(yīng)環(huán)境，觀察肝細(xì)胞在該環(huán)境下的行為和分子變化。

研究發(fā)現(xiàn)，模擬微重力條件下，部分肝細(xì)胞脫離培養(yǎng)表面形成懸浮球體，而貼壁細(xì)胞和懸浮細(xì)胞的命運(yùn)截然不同：懸浮細(xì)胞增殖減緩、凋亡減少，呈現(xiàn)類似“休眠”的狀態(tài)。 進(jìn)一步機(jī)制研究表明，貼壁細(xì)胞的PI3K/AKT/mTOR信號通路活性顯著上調(diào)，并伴隨下游蛋白c-Myc的表達(dá)增加。相反，懸浮細(xì)胞中這一通路活性較低。通過基因操作驗(yàn)證，敲低c-Myc會(huì)促進(jìn)肝細(xì)胞懸浮，而過表達(dá)c-Myc則抑制懸浮。這表明，PI3K/AKT/mTOR通路和c-Myc是調(diào)控肝細(xì)胞在微重力環(huán)境下是否進(jìn)入休眠狀態(tài)的關(guān)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(dǎo)肝細(xì)胞休眠中的保護(hù)作用，為理解太空環(huán)境中細(xì)胞適應(yīng)性機(jī)制提供了新視角。這一發(fā)現(xiàn)不僅有助于開發(fā)針對宇航員肝功能障礙的防護(hù)策略，還可能為地面醫(yī)學(xué)中肝細(xì)胞休眠相關(guān)疾?。ㄈ缒[瘤耐藥或組織修復(fù)）的研究提供新思路。未來，通過調(diào)控這一通路，或可優(yōu)化太空細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，甚至為肝臟疾病的治療開辟新途徑。

中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)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(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院雷曉華研究員、深圳灣實(shí)驗(yàn)室張珂研究員為論文的共同通訊作者。這項(xiàng)工作得到了科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題重點(diǎn)專項(xiàng)、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(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支持。

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