研究揭示血液幹細胞在太空中因基因、粒線體與發炎壓力而老化，為長時間太空旅行中的老化與疾病風險提供了新見解。
加州大學聖地牙哥分校桑福德幹細胞研究所（UC San Diego，Sanford Stem Cell Institute）的研究人員發現，太空飛行會加速人類造血幹細胞與前驅細胞（HSPCs）的老化。這些細胞對血液與免疫系統健康至關重要。
這項研究發表於《Cell Stem Cell》，團隊在四次 SpaceX 國際太空站（ISS）補給任務中，利用 AI 自動化驅動的幹細胞追蹤奈米生物反應器系統，首次即時監測太空中幹細胞的變化。結果顯示：
- 這些細胞失去部分製造健康新細胞的能力。
- 更容易出現 DNA 損傷。
- 染色體端粒縮短，呈現加速老化的跡象。
造血幹細胞及前驅細胞的老化是多重因素作用的結果，包含細胞體積增大、基因突變、分化傾向改變（向骨髓系傾斜）、自我更新能力下降、端粒縮短、以及慢性炎症等。這些變化最終導致造血功能衰退、免疫力下降，甚至可能引發骨髓化生不良症候群等疾病。
｜太空：人體的終極壓力測試
「太空是對人體的終極壓力測試。」
—— Catriona Jamieson，桑福德幹細胞研究所主任
她指出，微重力與宇宙射線等太空壓力源會加速血液幹細胞的分子老化。這些發現不僅能幫助我們保護長時間執行任務的太空人，也能為地球上人類老化與癌症等疾病的研究提供模型。Jamieson 博士補充：「太空實驗的複雜性逼迫我們在地球上做出更好的科學研究。我們在太空研究中對癌症的理解，可說是相當驚人。」
｜先前的 NASA 研究背景
NASA 過去的研究已指出太空飛行會影響免疫功能與端粒長度。最著名的就是 NASA 雙胞胎研究（2015–2016）：
- 太空人 Scott Kelly 在 ISS 停留 340 天，而他的雙胞胎 Mark Kelly 則留在地球。
- 結果顯示基因表現、端粒長度與腸道菌群均出現變化。
- 大部分變化在返回地球後恢復，但也有部分持續存在，例如短端粒增加與基因表現異常。
此次 UC San Diego 研究則進一步聚焦在血液幹細胞，提供了更細緻的細胞層面機制觀察。
｜研究方法與技術
研究人員與 Space Tango 合作，開發了創新的「奈米生物反應器」平台 —— 迷你化 3D 生物感測系統，可在太空中培養人類幹細胞並透過 AI 成像技術進行即時監測。
主要發現：
- 細胞過度活躍：HSPCs 在 32–45 天的太空飛行後，出現與老化相似的特徵，消耗能量儲備，失去休眠與再生能力。
- 製造新細胞的能力下降，DNA 損傷與端粒縮短更明顯。
- 粒線體壓力與發炎反應增加，並激活平常沉默的基因片段，可能削弱免疫功能並增加疾病風險。
- 值得注意的是，當這些太空暴露細胞被放回年輕健康的環境時，部分損傷有望逆轉，顯示未來可能找到讓老化細胞「回春」的干預方法。
｜對地球與太空的意義
這項發現不僅影響太空人健康，也有助於了解地球上的老化機制與與年齡相關的疾病（如癌症）。未來任務需要新的保護策略，以維護幹細胞功能，並發展早期檢測太空壓力誘發老化的生物標誌。Space Tango 聯合創辦人 Twyman Clements 表示，這是團隊合作的成果，CubeLab 的持續顯微技術將推動未來更多突破。
後續計劃：
研究團隊將持續在 ISS 進行任務，並加入以太空人為中心的研究，重點放在：
- 即時監測分子變化
- 開發藥物或基因對策，保護人類在太空中的健康
至今，UC San Diego 團隊已完成 17 次 ISS 任務。
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