科技日報記者 李禾
空間探索在未來會日漸普及，執行任務的宇航員也勢必會在太空中停留更久。目前的觀點認為，長時間暴露在極端空間環境內對人的身心有負面影響。除了骨骼流失、肌肉損傷、心血管并發癥、免疫系統機能失常等問題，長期暴露在太空環境還容易誘發宇航員的抑郁癥。但造成這種現象的潛在生理機制，目前尚不明確。
北京理工大學張永謙、鄧玉林教授帶領的醫學研究團隊為解決這一問題，將大鼠作為動物模型開展研究，研究成果發表在《Space: Science & Technology （空間科學與技術）》期刊中。不同于此前的模擬微重力影響實驗，張永謙團隊側重研究空間環境的復雜性，影響因素包括微重力、噪聲、空間狹小、晝夜節律變化（組合出較短的晝夜明暗周期），以及這些因素的組合疊加。研究團隊借此模型確保后續行為實驗和蛋白質表達分析的準確性，從而更好地研究宇航員長期待在太空環境中可能受到的影響。
圖由Space: Science & Technology期刊編輯部提供
這篇題為《模擬復雜空間環境下大鼠海馬的深度膜蛋白質組分析（Deep Membrane Proteome Profiling of Rat Hippocampus in Simulated Complex Space Environment by SWATH）》的論文指出，為驗證大鼠在模擬復雜空間環境（SCSE）中的抑郁情緒，研究組進行了三個實驗：蔗糖偏好實驗、強迫游泳實驗、曠場實驗。這三個實驗分別用于量化食欲、絕望情緒和新異環境的自主行為，探究行為和焦慮程度。測試結果與預期相同，暴露在SCSE中的大鼠表現出類似抑郁的行為，而對照組則沒有。
然后，研究團隊將實驗大鼠進行無痛處理后，從大鼠的海馬體中提取出組織樣本。海馬體是大腦的重要組成部分，很容易受到長期壓力的影響，與引發抑郁癥有關。團隊采用融合了傳統蛋白質組的高通量和質譜絕對定量金標準多反應監測的定量精確的技術，來比較SCSE組與對照組的大鼠——數據非依賴性采集DIA定量蛋白組學技術，以此建立兩組表達不同的細胞膜蛋白精確圖譜。
分析結果有助于揭示空間環境對哪些蛋白質和生物功能造成了影響。張永謙副教授表示：“我們發現SCSE會干擾神經系統的發育，尤其是突觸的形成和神經元再生。此外，參與突觸傳遞和突觸囊泡運輸的蛋白也存在抑制效應。”
此項研究也有利于研究預防宇航員抑郁的藥物和措施。鄧玉林教授說：“這些表達變化差異的蛋白將作為生物標記蛋白，應用在未來的實驗研究和政策制定中，保持宇航員心理和生理健康。”
據介紹，《Space: Science & Technology （空間科學與技術）》是北京理工大學(BIT)、中國空間技術研究院（CAST）和美國科學促進會（AAAS）/ Science共同打造的綜合性高水平國際化英文科技期刊，采用開放獲取（OPEN ACCESS，OA）平臺出版，本刊是美國科學促進會（AAAS）自1880年創建Science期刊以來的第一本航天領域的伙伴期刊。本刊由工業和信息化部主管，美國科學促進會（AAAS）和北京理工大學出版社聯合出版發行。
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