日本「太空鼠」產下健康後代，DNA損傷仍引科學家擔憂

撰文：Marina Koren

翻譯：撖靜宜

審校：吳非

在國際空間站中經歷了接近300天的宇宙輻射後，回到地球的小鼠精子成功繁育了健康的後代。

圖片來源：Proceedings of the National Academy of Sciences

2013年8月，日本的研究人員利用日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的貨運航天器，將冷凍乾燥精子樣本送上空間站。研究人員使用冷凍乾燥樣本，是因為這種處理方式能夠使樣本在室溫下存活兩年之久，又能夠在地球上便捷地恢復水分並保持精子原有的活性。此外，冷凍乾燥的樣品也是更為經濟的選擇，因為若使用低溫保藏的細胞，就要用到冰箱，從而增加了運輸成本。

精子一抵達國際空間站（ISS），就被儲存在大約零下95攝氏度的環境中。在國際空間站的288天里，它們暴露在微重力環境中，與宇航員一同接受了比地球強100倍的宇宙射線輻射。

2014年5月，樣本隨著火箭回到地球。在日本，研究人員將這些經歷過太空旅行的樣本與對照組進行了對比。對照組也被保存在相同條件下，不過只是在地球的實驗室中。研究者們用這些精子對實驗室小鼠產生的卵子進行體外受精和胚胎移植。經歷19天的孕育後，研究人員實施剖腹產，生下健康小鼠。

這項研究發表於2017年5月22日的《美國國家科學院院刊》。甲府市山梨大學的Teruhiko Wakayama教授是此研究的主要負責人，他和同事們看著裝載著小鼠精子的火箭點火發射、劃破夜空的時候，當然滿懷最終獲得健康幼崽的希望。研究人員比較了太空精子和正常地球實驗室精子所繁育後代的數量和性別比例，檢查了它們的腦組織和器官，並進行了遺傳分析，結果顯示這兩個群體僅有很少的差異。研究者們讓這些太空小鼠成年後進行交配，依然能夠產生健康後代，這說明暴露在宇宙空間中並不會對生育能力造成負面影響。

儘管後代是健康的，但是精子的DNA依然在經歷了近乎9個月的太空旅行後遭到了損傷，Wakayama說。他之前在地面進行的宇宙空間模擬實驗顯示，DNA似乎要經歷很高的宇宙輻射才會出現損傷，而這個量比國際空間站中測得的宇宙輻射要高。研究人員認為他們可能未注意到一些實驗中會存在的負面影響。「幸運的是，這些DNA損傷並沒有影響到後代。」akayama說。健康後代的出現意味著在胚胎髮育的過程中，DNA存在某種修復機制。

Wakayama的工作為之後在宇宙空間中繁育生命提供了基礎。其他科學家已經研究了空間飛行對蠑螈、魚、海膽和蛙的影響，但這些結果喜憂參半。在2010年到2011年間送往國際空間站的雌性小鼠中，一些出現停止排卵的癥狀，另一些缺乏能夠在懷孕早期維持妊娠的關鍵卵巢結構。而2016年，中國的「實踐十號」帶著6000多枚小鼠早期胚胎經歷了一段12天的太空旅行。回到地球時，它們和在地球上的胚胎一樣，發育到了囊胚時期和細胞分化的時期。

在科學和醫學研究領域，小鼠是常常用於代替人類的研究對象，但是這些與空間相關的挑戰，比如怎麼樣才能殖民火星，比研究固醇類藥物的副作用要複雜得多。科學家們推測重力的缺乏會影響人類的妊娠，影響子宮使受精卵著床的能力。研究人員目前發現宇航員暴露在宇宙輻射下會增加包括生殖系統在內的癌症風險，此外，經歷過空間旅行的男性更傾向於生女孩。

此項日本的研究中，小鼠精子DNA出現損傷說明長時間的空間旅行存在風險。國際空間站的軌道依然是在地球磁場範圍內，這已經幫我們阻隔了最危險的宇宙輻射。如果要離開地球創造的這個保護層，為了人類和其他帶往太空的動物，研究人員需要探索出能夠保護生育能力和細胞的技術，來抵抗嚴酷的宇宙環境。

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