段恩奎/张莹等首次证明植入前的小鼠胚胎可以在太空中发育

iNature

逾越地球行星的生命生长是人类的恒久追求，但尚不清楚哺乳动物能否在太空中举行正常的胚胎发育。

2020年4月11日，中国科学院动物研究所段恩奎，张莹及Lei Xiaohua配合通讯在National Science Review在线揭晓题为“Development of mouse preimplantation embryos in space”的研究论文，该研究发现植入前的小鼠胚胎可以在太空中发育，可是胚泡形成的速度和胚泡质量受到了损害。

此外，胚胎中的细胞含有严重的DNA损伤，而在太空中发育的胚泡的基因组则通过一组奇特的差异甲基化区域（DMR）整体被低甲基化。发育缺陷，DNA损伤和表观遗传异常可以通过地面低剂量辐射的作用大大地模拟。可是，仅袒露于模拟微重力下并不会导致胚胎发育的重大中断，这讲明辐射是造成发育缺陷的主要原因。这项事情提高了对空间胚胎发育的明白，并展现了恒久极低剂量辐射是哺乳动物繁殖的危险因素。

与地球差别，空间情况的特征是微重力和宇宙辐射，它们对大多数生物系统都有强烈的影响。人类或其他动物能否在这样的情况中繁殖，特别是太空中的情况如何影响正常的胚胎发育？在已往的几十年中，已经举行了许多努力来研究对空间复制的影响。对海胆，鸟类，鱼类和两栖动物的实验讲明，在没有重力的情况下，非哺乳动物的繁殖仍然可以举行。

以前的研究试图通过使用无人生物卫星来研究太空航行对哺乳动物交配和有身的影响。成年雄性和雌性大鼠被送入轨道举行交配后，没有发生子女，只管航行后检查显示，每5只大鼠中就有2只具有早孕的迹象。由于哺乳动物胚胎在早期发育历程中对宇宙情况的敏感性，以及在航天航行历程中维持胚胎生长的造就系统的技术局限性，现在尚不清楚哺乳动物繁殖是否如此。效果，没有任何研究哺乳动物植入前胚胎在太空中发育的实验获得乐成。

哺乳动物发育中的技术难题和太空航行实验的时机有限，勉励了一些地面模拟微重力的设施已用于研究微重力对哺乳动物受精和植入前发育的影响。模拟失重条件的地面实验模型展现了微重力对小鼠植入前发育的有害影响，包罗发育延迟和胚泡形成受损。可是，这些模型无法归纳综合庞大的空间情况（包罗微重力和宇宙辐射），因此，需要开发新技术来举行此类空间研究。

在该研究中，探讨了中国SJ-10可接纳卫星航天航行期间小鼠的胚胎植入前的胚胎发育历程。该研究克服了技术难题，开发了一种自动迷你造就箱，该造就箱配备了用于温度控制的可编程控件，自动显微照相技术以及用于造就小鼠胚胎的样品牢固方法。该研究讲明，植入前的小鼠胚胎可以在太空中发育。

航天历程中，胚胎通过一系列细胞破裂形成囊胚形态，但胚泡形成率和囊胚质量显着降低。此外，胚胎中的细胞含有严重的DNA损伤，而在太空中发育的胚泡的基因组则通过一组奇特的差异甲基化区域（DMR）整体被低甲基化。发育缺陷，DNA损伤和表观遗传异常可以通过地面低剂量辐射的处置惩罚大大地模拟，这讲明宇宙辐射是导致发育缺陷的主要原因。这项事情提高了对空间胚胎发育的明白，并展现了恒久极低剂量辐射是哺乳动物繁殖的危险因素。

参考消息：

https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaa062/5819033?searchresult=1#

泉源：iNature