蘇州大學心血管病研究所胡士軍教授、沈振亞教授團隊與中國航天員科研訓練中心李瑩輝教授團隊合作，國際上首次將尿液中細胞來源人誘導多能干細胞衍生心肌細胞，于2021年10月16日隨神舟十三號送入太空，順利完成了中國空間站首個活細胞研究。

寶貴的失重條件下人源心肌細胞的鈣瞬變信號影像在中央廣播電視總臺“天宮課堂”的第一堂課展示，人類首次看到了太空條件下心肌細胞“鈣信號閃爍”。6個月后，心肌細胞隨神舟十三號返回地面，合作團隊對太空實驗細胞進行深入的系列研究，在太空微重力誘發(fā)心血管系統(tǒng)功能紊亂的分子機制方面取得突破性進展。

2024年4月8日，團隊研究成果“Thiamine-modified metabolic reprogramming of human pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte under space microgravity”在國際著名雜志《信號轉(zhuǎn)導與靶向治療》（Signal Transduction and Targeted Therapy，IF：39.3）發(fā)表。

航天員長期太空飛行中將面臨微重力、輻射等諸多風險，其中微重力是影響航天員健康及工作效能的首要因素。長期太空微重力環(huán)境可能導致航天員心血管系統(tǒng)出現(xiàn)心肌萎縮、心律不齊、心血管重塑以及心臟早衰等不良反應。同時空間實驗存在資源條件寶貴、環(huán)境因素影響多、樣本保存周期長等諸多挑戰(zhàn)。

針對這一難題，合作團隊潛心研究，不斷完善細胞培養(yǎng)模式，優(yōu)化培養(yǎng)條件，從環(huán)試模飛，在軌處理，到樣本長期保存等多環(huán)節(jié)成功實現(xiàn)天基適配，建立了穩(wěn)定的天基實驗模型。

實驗發(fā)現(xiàn)微重力可造成人心肌細胞搏動頻率顯著降低，出現(xiàn)鈣循環(huán)異常；代謝組學和轉(zhuǎn)錄組學交互分析顯示，太空飛行期間心肌細胞存在代謝重塑現(xiàn)象，尤其是硫胺素代謝。微重力阻斷了心肌細胞對硫胺素的攝取，進而影響了三羧酸循環(huán)效率，降低了ATP產(chǎn)生，并進一步造成細胞骨架重塑和鈣穩(wěn)態(tài)失衡。通過補充硫胺素可以達到改善心肌細胞結(jié)構(gòu)和心臟功能的效果，提示長期飛行中需關(guān)注硫胺素在心血管系統(tǒng)防護中的作用。

責任編輯：魏敏