他们将干细胞送上天，太空早期造血有望实现

“3、2、1，点火！”话音刚落，一道火光缓缓上升，划破漆黑长夜。

这是在5月10日21时23分，天舟六号货运飞船在海南文昌发射场成功发射的情形。

看着天边的火光渐行渐远，慢慢消失，中国科学院深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖中心副研究员雷晓华激动又紧张。

(资料图)

六年了！他终于等到再次将自己的研究送往太空。这一次，他将带领课题组负责中国空间站空间微重力下人多能干细胞3D生长及组织构建研究。

这项研究任务有望在国际上首次实现干细胞在太空早期造血，并阐明微重力影响人多能干细胞向早期造血分化的作用机理。

激动之余，雷晓华眉头并没有舒展，他心想，机会太难得了，下一次“上天”的机会不知又在何时。干细胞成功上天后开展的一系列研究，只许成功，不许失败！

6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。当天，在北京举行的载人空间站第四批空间科学实验样品交接仪式上，载人航天工程空间应用系统副总指挥王强向雷晓华移交了神舟十五号乘组带回的干细胞实验样品。接下来，雷晓华团队将对实验样品低温冷藏保存运回实验室开展全方位的检测分析，通过与地面对照实验结果比对，寻找太空环境影响人多能干细胞早期造血分化的分子机理。

6月4日，在北京举行的载人空间站第四批空间科学实验样品交接仪式。

太空早期造血有望实现

经过1天的飞行，天舟六号于5月11日成功与空间站组合体对接。5月12日，干细胞实验单元由航天员转运至问天实验舱并顺利安置在生物技术柜中。经过了长达半个月的在轨实验，实验样品于6月4日被送回地面。

“在轨时，干细胞状态良好，采集的图片清晰。目前，采集的数据符合我们的预期。”雷晓华说道。

他表示，这项实验任务完成后，我国将有望在国际上首次实现干细胞在太空早期造血，并阐明微重力影响人多能干细胞向早期造血分化的作用机理。为今后进一步开展空间环境下干细胞分化及其再生医学打下坚实的基础。

项目研究方案的示意图。

为什么要大费周章地把干细胞送上太空？

“因为人多能干细胞具有几乎无限的增殖潜能，可分化成为人体内任何细胞类型，是用于再生医学研究的极佳细胞来源。”雷晓华解释道。

此前，美国宇航局和欧空局的科学家便已多次报道了利用空间飞行任务中开展的干细胞生长和组织再生方面的研究成果。

而我国在这个领域与欧美发达国家相比还有一定差距。

此次，雷晓华课题组将人多能干细胞接种于空间细胞培养模块中，通过搭载天舟六号货运飞船进入中国空间站问天舱开展空间微重力环境对干细胞的造血分化研究。

这项实验又是如何实现地空研究的呢？

雷晓华说，干细胞在轨分化培养的各个阶段图片，可通过空间实时显微自动成像来捕获，再将图片下传到地面。细胞整个培养过程通过在轨自动换液来完成，培养结束后，样品会自动固定并被移入空间站的低温冷藏柜中保存。

由于资源限制，本次任务中雷晓华团队只开展了部分实验，后续他们还将开展人诱导多能干细胞在空间微重力环境下的3D生长研究，通过长时程的在轨培养，对在轨实验和地面平行对照实验样品的比对和分析，来探讨空间环境下干细胞3D生长的规律及微重力对干细胞生长影响的作用机理。

团队成员在演练实验中获取的人多能干细胞3D 生长图像。

空间生命科学需要航天精神

这次在文昌发射场的昼夜奋战，让雷晓华想起导师段恩奎在6年前送给自己的一首诗中写道：

“去年四月间，尔等在酒泉”

“胚胎搭卫星，长到囊胚圆”

“相隔仅一年，Esc又飞天”

“老小岂能顾，昼夜文昌战”

2016年4月，在酒泉卫星发射中心，还在中国科学院动物研究所工作的雷晓华便跟着时任中国科学院动物所党委书记、副所长的段恩奎研究员，作为核心骨干人员参与到实践十号返回式实验卫星的实验任务中，开展小鼠早期胚胎的太空发育研究。

2017年，仅仅相隔一年，雷晓华与段恩奎又来到在文昌发射场，这次雷晓华作为课题的实际负责人参与到天舟一号的实验任务中，开展小鼠胚胎干细胞的太空增殖和分化研究。

为确保两次在轨实验顺利，两年间，雷晓华自己也记不清经历了多少次地面匹配和演练实验。“发射任务一旦开始，至少一个月不能回家。临射前的演练工作很重要，我们需要将每个实验步骤、每一环节的时间精准到每分每秒，绝不能耽误飞船发射时间。”他说。

功夫不负有心人，这两项研究都很成功。2018年，雷晓华以第一作者的身份在《细胞—增殖》上发表封面文章，首次成功获得胚胎干细胞实时在轨培养显微图像，发现空间微重力有利于增强干细胞的干性和三维样的生长特性。2020年，雷晓华再次以第一作者的身份在《国家科学评论》上发表封面文章，揭示了在国际上首次实现哺乳动物植入前胚胎的太空发育。

“精益求精，分秒不差。在讨论关键技术时，不惜激烈争论、不怕红脸、绝不迁就，但能就事论事，不计前嫌，讲团结，朝共同目标努力。”段恩奎对自己的得力门生给出了极高的评价。

2020年，雷晓华受深圳先进院医药所能量代谢与生殖研究中心主任张键的邀请，加入深圳先进院，成为一名学科带头人，继续在空间生命科学领域开拓前行。

与几年前相比，雷晓华身份已有了转变。这次“文昌之战”，他是导师，带着自己的学生参加到实验项目中，并成功将人类多能干细胞送上太空，他说，这就是一种传承。

雷晓华（中）与学生马驰原（右）、张文雅（左）在火箭转运现场。

“此次参与到实验中的两位学生都很优秀，其中一位还是硕士生，他们都能独立完成任务。”谈到自己的两位学生，雷晓华赞不绝口。

作为深圳先进院联合培养硕士生，张文雅是团队中年龄最小的一员，她感叹道：“当火箭如同太阳般升空的那一刻，我知道我的文昌发射任务圆满完成了。这绝对是我人生和学术生涯中最令人难忘、深刻的经历！”

“有些人可能穷极一生，都不能亲眼看见一枚火箭的发射，而我们可以参与空间站的实验项目，真是太幸运了！”回顾在发射场的20多天经历，深圳先进院联合培养博士生马驰原说，“除了承受内心的压力以外，认真思考并准备意外问题的解决预案，这两点经验对我以后的工作和学习都很有帮助。”

想要在空间生命科学领域有所建树，绝不是一人努力攻关便可以实现，更需要团队的默契协作，同时还依赖于我国航天事业的发展。

“‘特别能吃苦，特别能战斗，特别能攻关，特别能奉献’是航天精神，我觉得空间生命科学研究也需要航天精神，真正在这个领域出好的成果，就是要严谨、要吃得了苦，还要经得起等待。”雷晓华说。

随着我国航天事业的发展，科学家们从事空间生命科学研究有了更多可能性。相信在不久的将来，我国会有更多的科研人员投身到空间生命科学领域，探索浩瀚宇宙，造福人类。

雷晓华课题组与天舟六号实验项目组成员。

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