摘要：浩瀚宇宙，人类不仅痴迷对未知的探索，也在不断拓展生命科学研究的边界。肿瘤类器官技术作为再生医生领域的重大突破，正逐渐在太空环境下展现出其在疾病研究和治疗上的潜力。随着Space X等商业航天公司的发射任务不断推进，人类对太空的探索开启了新阶段，肿瘤类器官以“培

浩瀚宇宙，人类不仅痴迷对未知的探索，也在不断拓展生命科学研究的边界。肿瘤类器官技术作为再生医生领域的重大突破，正逐渐在太空环境下展现出其在疾病研究和治疗上的潜力。随着Space X等商业航天公司的发射任务不断推进，人类对太空的探索开启了新阶段，肿瘤类器官以“培养皿中宇航员”的特殊身份在太空中开展科学试验，或将为人类健康带来革命性的改变。

自1957年发射第一课人造地球卫星开始，人类在太空探索领域取得了众多璀璨夺目的成就。

北京时间3月14日晚，埃隆·马斯克（Elon Musk）旗下太空探索公司Space X的新一代重型运载火箭“星舰”（Starship）在美国得克萨斯州的发射基地开启了第三次试射。

这个号称“史上最强”的运载火箭在本次试射任务中重新进入大气层后失联，但它仍然获得巨大进展，实现了前两次试飞未曾达到的突破。人类在迈向火星，成为多行星物种的路上又迈出了一步！

曾几何时，人类在仰望星空时，或许也幻想有朝一日可以到微重力的太空中，在此建立生命科学的“理想国”。由于太空环境的特殊性，为生命科学发展提供了全新的研究场所。

在今年早些时候，当地时间1月18日，Space X执行Axiom 3（“公理三号”）任务，飞船在佛罗里达州发射升空，前往国际空间站。

除了4名机组人员，飞船上还有一名特殊的宇航员——由加州大学圣地亚哥分校的科学家们研制的癌症患者细胞衍生的肿瘤类器官。

在太空中，这个肿瘤类器官在短短10天内就被“激活”，肿瘤体积疯狂增加了2倍！科学家们发现，一个名为ADR1的克隆基因，或许是癌症的“终止开关”。

难道说，癌症研究的尽头在太空？太空微重力环境为癌症深入研究提供了何种“神秘力量”？

01

肿瘤类器官送入太空

打开肿瘤疯长的“潘多拉魔盒”

“如果我们把肿瘤送入太空，癌症会机会恶化吗？”

“在微重力形成的压力环境下，答案是肯定的。”Jamieson教授表示。

由美国加州大学圣地亚哥分校血液学家和医学博士，同时是加州大学桑福德干细胞研究所的Catriona H.M. Jamieson博士率领的科研团队，已经不是第一次将样本送入太空了。

在之前的任务中，Jamieson教授团队发现癌症生长与ADAR1（特异性RNA腺苷脱氨酶1）基因有关。

通过进一步测试发现，ADAR1在太空环境下会在肿瘤中“疯狂增殖”，使得肿瘤以令人不安的、不受控制的速度快速生长。

被送入太空的肿瘤类器官激活了这种基因，并在短短10天之内体积增加了2倍！如此一来，旨在减缓这一过程的抗癌药物的激活速度也对应加快了。

在太空微重力环境（如微重力、辐射、缺乏细胞代谢产物自然分解等）下，会对细胞行为产生影响。于生命科学来言，这个超越地心引力的世界，几乎成了细胞和蛋白质生存的“理想国”。

因为重力会不断促进干细胞发育，使其难以长时间保持最纯净、最有用的状态。与此同时，重力还会拉扯生长中的蛋白质晶体结构，进而影响科学家洞察关键蛋白质（尤其是那些与癌症、病毒、遗传疾病和心脏病相关的蛋白质）的复杂晶体结构。

如若有机会从头培养这些“脆弱”的细胞和蛋白质晶体结构，将对分析肿瘤或病毒如何进化以及检测新药的潜在靶点至关重要。

而患者来源的肿瘤类器官（PDTO）几乎完美地“复刻”了体内肿瘤组织的异质性特征，成为进行体外试验的绝佳微型场所。

借由太空微重力环境的独特性，肿瘤类器官在再生医学、疾病研究、新药测试等方面的潜能被毫无保留地激发出来。这种不同于地球上生命环境的生长机制，有助于开发肿瘤治疗的新策略，将成为造福人类健康的创新体验。

在上一次Axiom任务中，Jamieson科研团队“发射”了用两种抗癌药物治疗的微型肿瘤，这两种药物以不同的方式阻断ADAR1基因。

其中一种是Fedratinib，已在2019年8月被美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于治疗血液癌症。Jamieson团队兴奋地发现，Fedratinib可以在太空中抑制肿瘤生长。

随后，Jamieson团队开始研究另一种名为Rebecsinib（瑞贝西尼，一种临床前小分子抑制剂。这种加州大学首创的小分子药物将逆转癌症过度编辑，有望控制急性髓系白血病和骨髓纤维化的耐药和复发）的实验性药物，该药物可以防止ADAR1产生恶性蛋白，进而阻止ADAR1激活。

今年1月Axiom 3发射时，科研团队将Rebecsinib治疗的乳腺癌肿瘤类器官带上了太空，目前为止，研究人员发现它显著抑制了癌症的生长，有效性比Fedratinib更强。该药物仅在7天内就阻止了肿瘤类器官的生长！

△ Jamieson教授科研团队曾在2024年1月就实验中的抗癌抑制剂Rebecsinib 与ADAR1基因的关系在《Cell Stem Cell》期刊发表研究论文。

始于太空，止于地球。

在太空中获得的研究结果和试验数据，让Jamieson看到了希望，她的团队希望到今年年底，开展更多Rebecsinib药物的临床试验。其基本原理是防止乳腺癌的自我克隆，而ADAR1基因或成为“癌症终止的开关”。

Jamieson教授在谈及Rebecsinib时表示，“太空加快了时钟的速度，我们可以在太空上创造新的疗法和平台，来帮助地球上的患者。这非常令人兴奋。”

除了地面上的科学家以外，还有包括美国航空航天局（NASA）和欧洲的宇航员在内的其他团队成员，都在努力推进这一有望拯救癌症患者生命的创举。

科学家们始终相信，太空可以提供治疗癌症的重要线索，而太空微重力环境助力新药研究，更快找到癌症治疗的新策略，还只是其中之一。

02

类器官+微重力环境

启动新药研发“加速键”

自2019年以来，科学家已经在国际空间站上培育出了包括人类大脑、心脏和乳房在内的多种类器官模型。这些利用人类多能干细胞（iPSC）培育而成的类器官，可发育成类似人体器官或组织的三维立体结构。

与过往的动物模型和2D细胞模型不同，类器官可以更精准地重现人类器官的复杂性，高度模拟其结构和功能，被认为是创造人造器官或开发新药物的下一代技术。

把类器官模型送入太空，则是将其巨大潜能发挥到极致。

由于细胞不受地心引力的影响，癌细胞的生长和扩散方式与在地球上的情况有所不同。太空中的癌细胞可能生长更为均匀，这有助于科学家更好地观察和研究癌细胞生长机制，从而揭示癌细胞的基因表达和信号传导途径的改变。

与此同时，太空微重力环境下药物对癌细胞的作用可能更为明显，这有助于发现新的药物靶点和治疗手段，实现癌症治疗的新突破。

独特的太空微重力环境与独特的类器官模型，以更开放的姿态，为研究科学家研究癌症等复杂疾病提供了新机遇，有望提供创新药物和疗法的新策略。

当然，太空肿瘤类器官的研究益处绝非仅限于此。Jamieson教授表示，这些类器官研究既能造福地球上的“村民”，也对执行太空任务的宇航员大有裨益。

在国际空间站（ISS）等长期空间任务中，宇航员可能会经历生理变化，这些变化可能与癌症有关。研究这些变化有助于开发针对太空辐射等环境因素影响的治疗方法。

例如，未来执行太空任务的宇航员出发前可服用一片药丸，以保护他们的血液干细胞不发生癌变。此外，利用他们在太空中的发现，研究人员计划在今年晚些时候开启一项针对骨髓纤维化的临床试验。

在太空这个“加速发展”的环境下，科学家们有望更快地找到新的癌症治疗方案，为药物研究和个性化治疗开辟更多新见解。

03

培养皿中的“类器官宇航员”

再生医学发展的“助推器”

在“寸土寸金”的太空舱，没有人会在国际空间站浪费时间。

科学家们呕心沥血在太空培育类器官，其中一个不容忽视的原因，就是特殊的太空微重力环境有助于深入研究人类衰老与疾病的关系。

加州大学圣地亚哥分校的神经学家阿利松·穆奥特里教授一直以来致力于人脑类器官研究，曾成功培育出利用iPSC诱导的“人工大脑”。据称，当穆奥特里确认到与受孕25～38周的婴儿大脑相似的脑电波时，他本人也感到很吃惊。

在突破人体“最后的边界”之后，穆奥特里教授及其科研团队尝试将人类干细胞送往国际空间站，以培养模拟各种大脑疾病的类器官。

通过微重力环境研究大脑类器官，有助于他们确定阿尔兹海默病等与衰老有关的神经退行性疾病是如何发生的，并据此设计出预防这一衰老变化的对应疗法。

近年来，国内外科学家就类器官在太空环境中的实验和探索进行了多种尝试。这些研究为癌症等疾病机制和治疗提供了新的依据，也为今后进一步开展空间环境下肿瘤类器官及再生医学的研究奠定了坚实基础。

2016年，我国发射的“天宫二号”空间实验室曾携带有关细胞研究的实验项目，旨在研究太空微重力环境对细胞生长、分化和功能的影响，为肿瘤类器官研究提供实验依据。

2021年，“神舟十二号”在酒泉卫星发射中心成功发射，三位宇航员在太空执行任务时还开展了9项生物和医学领域的科学实验或技术试验。

其中，3D类器官培养物作为“太空肿瘤”试验的主角赫然在列。

2022年底，由中国建成的“天宫”国际空间站，首批九个国际合作实验项目里，有一个与癌症有关的，由挪威科技大学、法国国际航天大学以及荷兰和比利时研究机构共同提出的“太空肿瘤”研究项目。全称为《太空肿瘤：来自个体内健康和肿瘤组织的3D类器官培养物由于空间条件导致的早期突变特征研究》项目，该项目将研究微重力和宇宙辐射在肿瘤生长和发育中的作用。据了解，在中国空间站这些已通过项目所涉及的科学领域包括天文学、太空医学、太空生命科学、生物技术、微重力流体物理学、微重力燃烧和太空技术。

类器官能成为“培养皿中的宇航员”，代表了医学界最前沿的技术创新，而“太空肿瘤”试验项目将对癌症致病机理的理解产生重大积极影响，为癌症的预防和治疗提供更广阔的视野，成为我国布局精准医疗的重要一环！

空间站时代，或将开启我国医学进步的宇宙新征程，谱写以类器官为代表的再生医学发展新篇章。

Write in the last

写在最后

浩渺苍穹，深邃神秘。有太多未解之谜值得人类探索和研究。而类器官送入太空后，如何安全返回地球仍面临极大的不确定性。尽管受到空间站与地面实验室设备及条件的种种限制，但是通过空间站长期微重力环境，科学家们孜孜以求，攻坚克难，努力拓宽“天下无癌”的研究边界，探寻空间生命科学研究的更多可能性。

参考资料：

1,Leslie A Crews , Wenxue Ma,et,al.Reversal of malignant ADAR1 splice isoform switching with Rebecsinib,2023 Mar 2,Cell Stem Cell, DOI: 10.1016/j.stem.2023.01.008

2,Ting Zhang, Chaoran Yin,et,al.ADAR1 masks the cancer immunotherapeutic promise of ZBP1-driven necroptosis,25 May 2022,Nature,doi: 10.1038/s41586-022-04753-7.

3,Does the future of medicine lie in space?

来源：新浪财经