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太空飞行中的宇航员更容易被感染吗?

进入太空后,宇航员要面对多种健康挑战,其中就包括传染性微生物对抑制状态下免疫系统的进攻。

近日,来自基础和应用微生物学生物设计中心的Cheryl Nickerson、Jennifer Barrila等人首次描述了太空飞行期间鼠伤寒沙门氏菌对人体肠道细胞的感染

该研究旨在揭示太空微重力环境如何改变人类肠道细胞的分子结构,以及这些表达模式如何在感染反应中进一步改变。相关论文发表在最新一期的《npj微重力》杂志上。

借助航天飞机STS-131任务,研究人员在微重力环境下培养了人单层肠上皮细胞,并在航天器进入轨道的11天后以鼠伤寒沙门氏菌感染了其中一半(另一半细胞作为未感染对照组)。此外,还有一部分细胞样本被保存在肯尼迪航天中心的地面控制实验室中(地面对照组)。RNA-Seq和蛋白质组学图谱显示,太空和地球培养的未感染肠道上皮细胞之间存在显著差异。发生变化的物质包括几种蛋白质和一些基因:前者对细胞结构很重要,后者则对维持肠道上皮屏障、细胞分化、增殖、伤口愈合和癌症意义重大。与地面对照组相比,暴露在太空飞行中的未感染细胞可能显示出较低的增殖能力。

人类肠道上皮细胞是先天免疫功能的哨兵。实验结果表明,无论是否被鼠伤寒沙门氏菌感染,太空飞行都会引起人类上皮细胞的转录组和蛋白质组发生整体性变化。此外,太空飞行期间,肠道细胞内27个RNA转录本发生了特异性改变以响应感染,表明太空飞行环境对宿主-病原体的相互作用存在独特影响。

研究人员还观察到,在太空细胞和地面细胞中,35个转录本常常会发生变化,其中28个基因以相同的方向进行调节。这些发现证实,在地球上发生的部分感染特征在太空飞行中也会发生。与未感染的对照组相比,两种环境中的感染细胞都发生了与炎症相关的基因调控,这是沙门氏菌感染的标志性效果之一。

这项最新研究证实了团队此前的猜测,即太空飞行可能会增加感染性疾病的发病率。相关发现有助于为更好地保护宇航员的健康。此后,国际空间站和其他空间栖息地将进一步开展此类研究,进一步阐明与致病性感染有关的奥秘。

科界原创

编译:橘子

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《npj微重力》

期刊编号:2373-8065

原文链接:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210309114333.htm

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