筑波大學工藤隆副教授和高橋智教授領導的研究小組證明,在人造重力環境下,太空微重力環境中發生的肌肉質量減少以及肌纖維類型和基因表達的變化被壓抑,第一次被揭露。預計這將導致預防衰老引起的肌肉萎縮的措施的開發。
隨著人年齡的增長,各種機能都會衰退。其中,與年齡相關的肌肉無力稱為肌少症,會導致肌肉萎縮、肌纖維尺寸減少以及肌纖維類型組成發生變化。這與太空環境下人體發生的變化類似,但其機制尚未完全闡明。該研究小組重點關注骨骼肌這一受太空微重力環境影響最嚴重的組織之一,並致力於闡明重力與骨骼肌之間的關係。
在這項研究中,我們使用了日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)於 2016 年開發的小型動物飼養裝置。該裝置可實現嚴格的飼養管理,並可利用離心裝置施加人工重力。在國際空間站(ISS)的“希望”實驗艙中,小鼠在太空微重力環境和人造重力環境(1G)中飼養了大約一個月,並分析了比目魚肌的變化。
結果,在人工重力環境中,肌肉質量的減少以及微重力環境中發生的肌纖維類型和基因表達的變化受到抑制。此外,還發現了一種迄今為止未知的與肌肉萎縮有關的新基因(Cacng1)。該 Cacng1 基因在培養細胞和小鼠骨骼肌中的表達誘導肌肉萎縮。
這項研究的結果不僅將為月球和火星上的長期載人航天探索提供基礎數據,而且還可能成為闡明地面上(例如臥床不起)肌肉萎縮的部分機制的關鍵。據說是有的。