科技日報記者 李禾
空間探索在未來會日漸普及，執(zhí)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(huán)境內(nèi)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(fā)癥、免疫系統(tǒng)機能失常等問題，長期暴露在太空環(huán)境還容易誘發(fā)宇航員的抑郁癥。但造成這種現(xiàn)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(lǐng)的醫(yī)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(fā)表在《Space: Science & Technology （空間科學與技術(shù)）》期刊中。不同于此前的模擬微重力影響實驗，張永謙團隊側(cè)重研究空間環(huán)境的復雜性，影響因素包括微重力、噪聲、空間狹小、晝夜節(jié)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(xù)行為實驗和蛋白質(zhì)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(huán)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(huán)境下大鼠海馬的深度膜蛋白質(zhì)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(huán)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(huán)境的自主行為，探究行為和焦慮程度。測試結(jié)果與預期相同，暴露在SCSE中的大鼠表現(xiàn)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(fā)抑郁癥有關(guān)。團隊采用融合了傳統(tǒng)蛋白質(zhì)組的高通量和質(zhì)譜絕對定量金標準多反應監(jiān)測的定量精確的技術(shù)，來比較SCSE組與對照組的大鼠——數(shù)據(jù)非依賴性采集DIA定量蛋白組學技術(shù)，以此建立兩組表達不同的細胞膜蛋白精確圖譜。
分析結(jié)果有助于揭示空間環(huán)境對哪些蛋白質(zhì)和生物功能造成了影響。張永謙副教授表示：“我們發(fā)現(xiàn)SCSE會干擾神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，尤其是突觸的形成和神經(jīng)元再生。此外，參與突觸傳遞和突觸囊泡運輸?shù)牡鞍滓泊嬖谝种菩??！?/p>
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?！?/p>
據(jù)介紹，《Space: Science & Technology （空間科學與技術(shù)）》是北京理工大學(BIT)、中國空間技術(shù)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?。∣PEN ACCESS，OA）平臺出版，本刊是美國科學促進會（AAAS）自1880年創(chuàng)建Science期刊以來的第一本航天領(lǐng)域的伙伴期刊。本刊由工業(yè)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(lián)合出版發(fā)行。
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