院研究成果为空间环境下航天员骨健康影响研究提供新思路
发表时间:2022-01-27 14:33:48

    近日,原子能院核物理研究所辐射生物课题组在开展的相关研究中,通过分析质子辐射与模拟微重力协同环境对小鼠成骨细胞增殖水平、骨分化标志物碱性磷酸酶(ALP)活性影响,在国际上首次证实了质子辐射和微重力双因素对骨细胞增殖和分化具有潜在的协同生物效应,特别是在较高辐射剂量下,双因素有可能阻碍航天员骨的正常生长和功能。

    该结果为理解太空环境对骨生长和骨功能的影响提供了新见解,提示了在未来更深空探索活动中,航天员有可能要承受来自双因素环境带来的更大健康风险,为保障航天员将来开展深空探索任务时,面临可能会发生的太阳质子事件下的健康问题开启了新思路,也为将来深入开展相关研究起到良好的应用示范作用。该成果被国际期刊《Frontiers in Public Health》(《公共卫生前沿》)接收并发表。文章第一作者为核物理研究所马立秋副研究员,通讯作者为隋丽研究员。

    空间辐射环境会损伤生物体遗传物质DNA,进而威胁生物体组织器官的生长和功能,对航天员的健康造成威胁。而微重力环境会引起人体骨骼系统代谢的改变,造成航天员的骨质流失。尽管先前的研究表明,空间环境下航天员的骨质流失是由于微重力环境使骨形成过程受到了抑制,但空间辐射协同微重力环境对骨细胞生长和功能的影响并不明晰。为此,原子能院团队利用北京串列加速器产生的22 MeV质子,对小鼠成骨细胞实施照射,随后利用三维回转仪连续两天对照射后的细胞施加模拟微重力环境,各种胁迫处理后,对所有样品进行细胞增殖和ALP活性检测。

 

    研究结果证明,相比起单独模拟微重力环境和质子辐射环境,只有较大剂量(4 Gy)质子辐射协同微重力环境对成骨细胞的增殖及ALP活性会产生额外的抑制效果,这也说明相较于单因素,较大剂量质子辐射和微重力复合因素对航天员骨的生长和功能产生负面影响的可能性更高。

 

    该研究工作为原创性研究,得到了基础性科研院所稳定性支持项目经费的支持。(核物理所   马立秋)