隨著商業(yè)太空旅行和深空探索任務(wù)的興起，人類將長時間暴露于地球磁場之外，面臨大量未受屏蔽的太空輻射和失重環(huán)境。

太空飛行對腎臟的影響研究相對較少，盡管已知微重力會影響腎臟的血液灌注和尿液生成，但對腎臟的長期影響尚不清楚。

(一)研究方法

- 研究使用了來自11次太空飛行暴露的小鼠、5次人類、1次模擬微重力的大鼠和4次模擬GCR暴露的小鼠任務(wù)的樣本和數(shù)據(jù)集。

- 采用了泛組學(xué)方法，包括表觀基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和微生物組學(xué)分析。

- 對人類和小鼠樣本的臨床化學(xué)（電解質(zhì)、內(nèi)分泌學(xué)、生物化學(xué)）和形態(tài)測量（組織學(xué)、3D成像、miRNA-ISH、組織重量）進行了分析。

（二）實驗結(jié)果

1. 腎臟轉(zhuǎn)運蛋白去磷酸化：太空飛行導(dǎo)致腎臟轉(zhuǎn)運蛋白去磷酸化，這可能表明宇航員患腎結(jié)石的風(fēng)險增加，部分是由于腎臟本身的初級現(xiàn)象，而不僅僅是由于骨質(zhì)流失的次級后果。

2. 腎單位重塑：太空飛行導(dǎo)致腎單位重塑，遠曲小管擴張，但整體小管密度降低。

3. GCR暴露下的腎臟損傷和功能障礙：在模擬火星往返劑量的GCR暴露下，腎臟出現(xiàn)損傷和功能障礙。

4. 尿液和血液中的生物標(biāo)志物變化：研究分析了66名在國際空間站停留長達180天的宇航員的尿液和血液參數(shù)，發(fā)現(xiàn)尿液中鈣、草酸鹽、磷酸鹽、尿酸等代謝物和電解質(zhì)的排泄增加，這些是腎結(jié)石的風(fēng)險因素。

5. 腎臟結(jié)構(gòu)和功能的長期變化：通過基因本體（GO）和京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析，發(fā)現(xiàn)與腎臟重塑相關(guān)的通路在太空飛行中顯著富集。此外，尿液中的蛋白質(zhì)組學(xué)分析顯示，在太空飛行后，與細胞外基質(zhì)和脂質(zhì)周轉(zhuǎn)相關(guān)的蛋白表達增加。

（三）關(guān)鍵結(jié)論

- 太空飛行對腎臟功能的影響可能不僅僅是由于骨質(zhì)流失導(dǎo)致的次級后果，還可能涉及腎臟本身的初級變化。

- 腎單位的重塑可能是太空飛行對腎臟功能影響的一個關(guān)鍵機制。

- GCR暴露對腎臟的損傷和功能障礙具有顯著影響，這可能對深空探索任務(wù)中的宇航員健康構(gòu)成威脅。

- 研究還發(fā)現(xiàn)，太空飛行可能會影響腎臟的血管健康，導(dǎo)致微血管損傷和血栓性微血管病。

（四）研究意義和未來方向

4.1這篇文章的核心內(nèi)容是研究太空飛行對腎臟功能的影響，特別是微重力和銀河宇宙射線（GCR）對人體腎臟的潛在危害。

研究通過綜合分析生物分子、臨床化學(xué)和形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)太空飛行會導(dǎo)致腎臟轉(zhuǎn)運蛋白去磷酸化、腎單位重塑以及在模擬火星往返劑量的GCR暴露下出現(xiàn)腎臟損傷和功能障礙。研究結(jié)果對于理解太空旅行對健康的長期影響以及開發(fā)相應(yīng)的防護措施具有重要意義。

4.2 這項研究為理解太空飛行對腎臟健康的長期影響提供了重要數(shù)據(jù)，并為開發(fā)針對太空旅行相關(guān)腎臟疾病的預(yù)防和治療策略提供了科學(xué)依據(jù)。

4.3 未來的研究需要進一步探索太空飛行對腎臟的長期影響，特別是在模擬深空探索任務(wù)的長期、低劑量輻射和微重力條件下。

（五）地面模擬利器，Kilby Gravity系統(tǒng)的技術(shù)突破

太空實驗機會稀缺且昂貴，地面模擬微重力平臺成為研究的關(guān)鍵支撐。北京基爾比生物科技公司的Kilby Gravity重力模擬控制裝置提供了可及性強、精確度高的實驗平臺。

該系統(tǒng)核心技術(shù)在于三維隨機旋轉(zhuǎn)重力矢量分散機制。通過雙軸獨立控制旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使培養(yǎng)容器內(nèi)的重力矢量在空間快速隨機化，實現(xiàn)持續(xù)的10?3g微重力環(huán)境模擬——接近國際空間站的實際微重力水平。

北京基爾比生物科技公司的Kilby Gravity微重力培養(yǎng)系統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于多功能集成與實時監(jiān)控能力。設(shè)備內(nèi)置傳感器，可實時監(jiān)控并可視化重力水平；旋轉(zhuǎn)器主體緊湊設(shè)計可放入標(biāo)準(zhǔn)CO2培養(yǎng)箱，維持細胞培養(yǎng)的溫濕度和氣體環(huán)境。

北 京 基 爾 比 生物科技公司主營產(chǎn)品：

Kilby 3D-clinostat 旋轉(zhuǎn)細胞培養(yǎng)儀，

Kilby Gravity 微/超重力三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，

3D回轉(zhuǎn)重力環(huán)境模擬系統(tǒng)，隨機定位儀，

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