隨著商業(yè)太空旅行和深空探索任務的興起，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暴露的小鼠任務的樣本和數(shù)據集。

- 采用了泛組學方法，包括表觀基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、磷酸化蛋白質組學、代謝組學和微生物組學分析。

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

（二）實驗結果

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

2. 腎單位重塑：太空飛行導致腎單位重塑，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的排泄增加，這些是腎結石的風險因素。

5. 腎臟結構和功能的長期變化：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)與腎臟重塑相關的通路在太空飛行中顯著富集。此外，尿液中的蛋白質組學分析顯示，在太空飛行后，與細胞外基質和脂質周轉相關的蛋白表達增加。

（三）關鍵結論

- 太空飛行對腎臟功能的影響可能不僅僅是由于骨質流失導致的次級后果，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中的宇航員健康構成威脅。

- 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、臨床化學和形態(tài)學數(shù)據，發(fā)現(xiàn)太空飛行會導致腎臟轉運蛋白去磷酸化、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。研究結果對于理解太空旅行對健康的長期影響以及開發(fā)相應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，并為開發(fā)針對太空旅行相關腎臟疾病的預防和治療策略提供了科學依據。

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)核心技術在于三維隨機旋轉重力矢量分散機制。通過雙軸獨立控制旋轉系統(tǒng)，使培養(yǎng)容器內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。設備內置傳感器，可實時監(jiān)控并可視化重力水平；旋轉器主體緊湊設計可放入標準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品：

Kilby 3D-clinostat 旋轉細胞培養(yǎng)儀，

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3D回轉重力環(huán)境模擬系統(tǒng)，隨機定位儀，

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