Kadijah Thomas在实验室与Luis Villa-Diaz教授一起工作。
杰西卡·布拉德福德(Jessica Bradford)在实验室工作。
保罗·科兹洛夫斯基与路易斯·维拉-迪亚兹教授在实验室工作。
索尔·鲁伊斯在实验室工作。
2022年7月21日
美国宇航局准备在2025年重返月球，路易斯·维拉-迪亚兹博士奥克兰大学的一组研究人员一直在研究微重力对人类多能干细胞(万博ManBetX登录hPSC)的影响。微重力是我们在地球上最接近零重力的状态，就像在国际空间站上发现的那样。这些细胞有能力通过自我更新机制保持未分化，或分化成人体中几乎任何类型的细胞。
维拉-迪亚兹博士的实验室一直在用联邦政府批准的胚胎干细胞等人类多能干细胞，以及在他的实验室里产生的诱导多能干细胞进行研究。
奥克兰大学生物科学和生物工程系的助理教授维拉-迪亚兹说:“在我们回到月球或殖民火星之前，我们需要调查在那种环境下，体内的每一个细胞都会发生什么。”万博ManBetX登录“在常规重力条件下，hPSCs能够分化，但我们想看看它们是否能够在太空或微重力条件下分化。我们发现它们是，但程度较轻。我们还观察到它们增殖得更快。这证实了微重力促进了它们的自我更新，但阻止了它们的分化。”
这表明微重力条件下hPSCs的行为不同。
这项研究本月发表在npj微重力这是一本开放获取的科学杂志，致力于报道生命科学、物理科学和工程领域的重要研究，它可以更好地理解微重力对太空中人类的影响，以及微重力在个性化和再生医学中的潜在应用。
维拉-迪亚兹说:“这项研究在地球上的一个潜在应用是，如果我们在微重力条件下培养它们，我们可以更快地生产出更多的多能干细胞。”“例如，hPSCs可以被诱导制造心肌细胞，这是心脏的细胞。如果我心脏病发作，数以亿计的心肌细胞将会死亡。在未来，如果我们想通过细胞移植来再生心脏，我们需要用健康的细胞来替代这些细胞，而获得所需大量细胞的更快方法是通过微重力。”
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维拉-迪亚兹与奥克兰大学生物科学系、计算机科学与工程系和生物工程系的研究生和本科生以及教师合作，设计了一个快速旋转的二维斜位器，以研究模拟微重力对hPSCs的生物学效应。万博ManBetX登录
维拉-迪亚兹说:“我们将细胞放在这个设备的培养箱中进行旋转，然后我们培养它们，看看会发生什么。”“我们种了五天就停了。我们观察到的是，与正常重力条件相比，它们的增殖实际上有所增加。
“与此同时，我们做的另一个实验是在五天内诱导分化。我们观察到的是，当我们在微重力环境下提供这些信号时，细胞能够开始分化;然而，与正常情况相比，他们的分化是受阻的。微重力在某种程度上与分化作斗争，因为它实际上促进了它们的自我更新，阻止了分化。”
通过rna测序分析，研究人员发现PSMD11，一种蛋白质编码基因，其作用是降解其他蛋白质-特别是用于细胞分化的蛋白质-在微重力条件下修改的几乎每一条通路中都高表达。
维拉-迪亚兹说:“从本质上讲，PSMD11使它们无法区分。”“如果我们能找到一种‘把它关掉’的方法，我们就可以在微重力环境下诱导分化。”
此外，更多地了解PSMD11基因在正常干细胞分化中的作用，也可以更好地了解其对异常干细胞(如癌症干细胞)的影响。
维拉-迪亚兹说:“如果微重力能增强癌细胞的自我更新，而且我们已经确定了这种机制，我们就可以开始针对这些特定的信号机制，防止它们的增殖。”“这很重要，因为如果微重力或零重力以与hPSCs相同的方式影响癌症干细胞，这将对太空宇航员的健康产生不良影响。”
这项研究得到了密歇根太空基金联盟、奥克兰大学REF基金和国家科学基金会的资助。万博ManBetX登录