太空人面臨新威脅！ 最新研究發現，太空飛行不僅是體能挑戰，更會直接衝擊人類 DNA 的深層結構。由美國航太總署（NASA）部分資助、發表於權威醫學期刊《Cell Stem Cell》的研究指出，在近地軌道執行任務時，微重力與宇宙輻射會喚醒人類幹細胞 DNA 中被封印的「黑暗基因組（dark genome）」，導致 特定幹細胞加速老化，並可能引發 免疫系統危機。這項發現凸顯了人類執行 長期太空任務（如火星任務）時，面臨的潛在重大健康風險。
研究背景：首次「即時」觀測太空中的幹細胞
- 研究期間：2021 年底至 2023 年初。
- 執行方式：利用 SpaceX 的四次國際太空站（ISS）補給任務，將人類幹細胞樣本送上太空。
- 研究團隊：主要作者為 Catriona Jamieson 博士（加州大學聖地牙哥分校）。
- 研究突破：這是 首次 在近地軌道上，即時觀察 人類幹細胞在太空環境中的行為與變化。
關鍵發現一：幹細胞「休眠」機制被破壞
- 正常狀態：人類幹細胞（特別是骨髓幹細胞）應有 80% 的時間處於休眠狀態，以保存能量、維持其再生與修復組織的功能。
- 太空狀態：
- 微重力 + 宇宙輻射：這兩種太空獨有的環境壓力，嚴重干擾了幹細胞的健康。
- 休眠喚醒：幹細胞被「喚醒」後，無法再回到休眠狀態。
- 能量耗盡：因持續活躍，迅速耗盡自身儲備的能量。
- 功能衰竭：最終陷入 「功能性衰竭」 狀態。
- 後果：如果骨髓幹細胞衰竭，就 無法正常生成新的血液細胞與免疫細胞，導致免疫系統功能全面下降，增加感染、發炎、甚至癌症的風險。
💉 骨髓幹細胞的重要性：這些細胞直接關係到 免疫系統 與 血液健康（如紅血球、白血球、血小板生成）。其功能受損，是太空人健康的最大威脅之一。
關鍵發現二：喚醒「黑暗基因組」——DNA 中的沉睡病毒
最驚人的發現，在於幹細胞 DNA 的深層變化：- 什麼是「黑暗基因組」？
- 指人類 DNA 中，約佔 55% 的「重複序列（repetitive elements）」。
- 這些序列源自 數千年前入侵人類基因組的反轉錄病毒（retroviruses），大部分已失去活性，被封存在 DNA 深處，被稱為「基因組的暗物質」。
- 太空壓力下的激活：
- 在微重力與宇宙輻射的雙重壓力下，這些被封存的「沉睡病毒」被 重新激活。
- 激活後，會引發細胞內部的 基因組不穩定 與 異常的基因表現。
- 「死亡螺旋」：
- Jamieson 博士解釋：「細胞感到過度緊繃，陷入危機，衰老過快。這些激活的重複序列會讓幹細胞陷入 死亡螺旋。」
- 結果：幹細胞的 自我更新能力 與 生成新細胞的能力 急劇下降，加速老化。
關鍵發現三：老化跡象與再生能力下降
- 加速老化：太空中的幹細胞表現出明顯的 細胞衰老（senescence） 跡象，包括：
- 能量代謝異常。
- 粒線體功能受損。
- 基因組損傷累積。
- 再生危機：
- 研究明確指出：「在太空中，幹細胞功能會下降，實際上減弱自我更新或再生的能力。」
- 這意味著，太空人若在任務中受傷或生病，其身體的 修復與恢復能力將顯著降低。
好消息！地球環境可逆轉損傷：但需一年
- 恢復能力：根據另一項即將公布的獨立研究初步結果，太空人返回地球後，其幹細胞能從加速老化的狀態中恢復。
- 恢復時間：然而，這個恢復過程 大約需要一年的時間。
- 臨床意義：
- 太空人返回後，需經歷 長期的醫療監測與恢復。
- 執行 連續、密集的太空任務（如多次往返太空站）可能導致損傷累積，增加健康風險。
- 對於 長期深空任務（如火星任務，可能需 2-3 年），如何在太空中 即時修復或預防 幹細胞損傷，成為關鍵課題。
對太空探索的深遠影響：誰適合飛向深空？
- 風險評估：這項研究提供了 客觀的生理指標，未來可用來評估哪些太空人 更有可能承受太空環境的嚴苛挑戰（即「抗壓性」較強）。
- 任務設計：
- 任務時長：需根據幹細胞的損傷與恢復週期，設計更安全的任務時程。
- 保護措施：加速開發更有效的 輻射屏蔽技術、微重力對抗方案（如人工重力），甚至 藥物干預。
- 未來方向：
- 幹細胞保護：尋找能保護幹細胞、防止其休眠機制受損的方法。
- 基因編輯：研究是否能透過基因編輯技術，強化幹細胞對太空壓力的抗性。
- 即時監測：在太空中，建立 幹細胞健康監測系統，及早發現問題。
結語：太空的「基因組暗流」
這項研究揭示了太空飛行對人類健康的 最深層威脅 —— 它不僅是生理與心理的挑戰，更是直接衝擊 DNA 的穩定性與幹細胞的再生能力。「黑暗基因組」的激活，是細胞在極端壓力下的最後手段，卻也是導致老化的元兇。
對於 NASA 的 阿提米絲計畫（Artemis） 與未來的 火星任務，這項發現至關重要。它提醒我們：
- 太空人需要更完善的保護，不只是身體，更是細胞與基因。
- 任務規劃需考慮細胞恢復週期，避免過度密集。
- 「誰能飛」將有更科學的評估標準，幹細胞健康可能成為關鍵門檻。
- 太空醫學迎來新挑戰：如何對抗「黑暗基因組」的激活，將是未來研究的核心。
當我們仰望星空，探索宇宙時，也必須正視這股來自 DNA 深處的「基因組暗流」。 唯有理解並克服它，人類才能真正安全地踏上長期的深空旅程。
