文｜《中國科學(xué)報》記者 甘曉
據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，北京時間2025年7月15日5時34分，搭載天舟九號貨運飛船的長征七號遙十運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射，約10分鐘后，天舟九號貨運飛船與火箭成功分離并進(jìn)入預(yù)定軌道，之后飛船太陽能帆板順利展開，發(fā)射取得圓滿成功。
《中國科學(xué)報》從中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心獲悉，由中國科學(xué)院牽頭負(fù)責(zé)的空間應(yīng)用系統(tǒng)天舟九號任務(wù)上行應(yīng)用物資主要為在空間站三艙開展科學(xué)實驗相關(guān)的實驗載荷、實驗單元、實驗樣品及關(guān)鍵備品備件、應(yīng)用消耗物資等，上行總重量776.5千克，包括空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、空間材料科學(xué)、微重力流體物理與燃燒科學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)實驗共23項，研究研制單位包括10個研究所和11所大學(xué)。
其中3項生命科學(xué)實驗項目在文昌發(fā)射場開展樣品制備和臨射安裝，包含骨骼肌前體細(xì)胞、肝細(xì)胞、腦類器官芯片等實驗樣品，實驗將在中國空間站問天實驗艙的生物技術(shù)試驗柜中展開。
太空失重環(huán)境下，航天員容易出現(xiàn)肌肉萎縮。前期研究揭示，骨骼肌干細(xì)胞（即前體細(xì)胞）在維持肌肉量和修復(fù)損傷中起著關(guān)鍵作用，其遷移能力受力學(xué)環(huán)境調(diào)控。
“空間微重力環(huán)境對骨骼肌前體細(xì)胞遷移的影響及其機(jī)制研究”項目負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所研究員應(yīng)浩介紹，本次實驗旨在明確空間微重力環(huán)境對骨骼肌前體細(xì)胞遷移的作用，揭示該效應(yīng)如何影響骨骼肌萎縮，并發(fā)現(xiàn)對抗空間微重力誘導(dǎo)骨骼肌萎縮的新方法。
一個月前，科研團(tuán)隊來到發(fā)射基地進(jìn)入沖刺階段。繼2022年參與天舟五號任務(wù)以來，這是他們第二次參與空間科學(xué)任務(wù)。應(yīng)浩透露，上一次關(guān)于骨骼肌細(xì)胞的空間科學(xué)實驗取得了新發(fā)現(xiàn)，科研人員據(jù)此提出了新的科學(xué)假說，而本次實驗則計劃驗證這些假說。
“依托我國自主建設(shè)的空間站，我國科學(xué)家提出了原創(chuàng)性科學(xué)假說，我們非常期待能夠通過實驗獲得新的科學(xué)結(jié)論。”應(yīng)浩說。
在科研團(tuán)隊看來，從實驗條件建設(shè)、理論提出到實驗驗證和成果產(chǎn)出，中國科學(xué)家獨立完成一整套原創(chuàng)性成果，將具有里程碑式的意義。
相比第一次執(zhí)行任務(wù)時的“摸著石頭過河”，盡管這次有了經(jīng)驗，但由于實驗規(guī)模擴(kuò)大，他們的工作量也大幅增加。
“僅安裝環(huán)節(jié)，我們6個人從下午一直干到深夜，連續(xù)工作了15個小時，反復(fù)演練、不斷調(diào)整。”應(yīng)浩表示，“大家心里都很清楚，這樣的實驗機(jī)會來之不易，要保證每一個細(xì)節(jié)都不出錯。”
古人說“天上一天，地上一年”，脂代謝紊亂等慢性病的發(fā)展也是如此。科學(xué)家在多項在軌與地面模擬研究中觀察到，太空中的微重力環(huán)境就像給疾病按下“快進(jìn)鍵”，原本要歷經(jīng)數(shù)月甚至數(shù)年才呈現(xiàn)的病理癥狀，在太空中往往幾天至幾周內(nèi)就顯現(xiàn)了。
由中國科學(xué)院上海藥物研究所研究員甘勇負(fù)責(zé)的“微重力環(huán)境下核酸脂質(zhì)納米載體生物學(xué)功能的研究”項目將核酸藥物作為研究對象，關(guān)注脂代謝相關(guān)的機(jī)制研究，旨在揭示微重力條件下核酸藥物發(fā)揮作用的規(guī)律及藥物功效。
如果將核酸藥物比作一粒種子，那么科學(xué)家將通過這項實驗，觀察它在太空中能否正常生根發(fā)芽，開出更絢麗的花朵。
甘勇介紹，科研團(tuán)隊嘗試在太空中采用核酸藥物精準(zhǔn)、高效地沉默致病基因，以期發(fā)揮良好的治療效果。“本次實驗有望成為全球率先在太空進(jìn)行核酸藥物功能評價的案例，推動我國在空間醫(yī)學(xué)和核酸藥物研究領(lǐng)域的發(fā)展。”他表示。
為確保實驗順利進(jìn)行，科研團(tuán)隊設(shè)計了高度自動化的實驗流程，從加藥到觀測均由設(shè)備自動完成，盡量減少對航天員操作的依賴。同時，他們還特別優(yōu)化了細(xì)胞培養(yǎng)條件，使其在失重環(huán)境中依然能夠穩(wěn)定生長。硬件開發(fā)由科研團(tuán)隊與中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所工程一室團(tuán)隊密切合作完成。
首次參加空間科學(xué)任務(wù)，科研團(tuán)隊真切地感到，重大科學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)離不開多方協(xié)作開展建制化的基礎(chǔ)研究。科學(xué)方案的設(shè)計、硬件條件的提供、總體管理的支持等，只有通過精心策劃和嚴(yán)密組織才能環(huán)環(huán)相扣，保證整個項目順利推進(jìn)。
“占天時、取地利、聚人和！”甘勇強(qiáng)調(diào)。
人在太空環(huán)境中長期駐留，容易出現(xiàn)頭暈、睡眠障礙甚至認(rèn)知功能改變等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。然而，微重力和輻射等特殊環(huán)境如何影響腦功能的機(jī)制尚不明確。為此，腦類器官芯片被“安排”上了！這是首次利用腦類器官芯片在空間站開展生命科學(xué)研究的實驗。
“基于器官芯片技術(shù)的空間環(huán)境對人體血腦屏障的影響研究”項目負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員秦建華介紹：“有別于傳統(tǒng)硅基芯片，這種腦類器官芯片以人多能干細(xì)胞為來源，可在信用卡大小的芯片上構(gòu)建一個高仿真微型腦模型。它具有豐富的腦微血管網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)細(xì)胞、免疫細(xì)胞，以及血腦屏障樣結(jié)構(gòu)與功能特征，可用來模擬人腦的復(fù)雜微環(huán)境和對外界刺激的響應(yīng)。”
秦建華指出，這種仿生模型可用來探究空間環(huán)境在細(xì)胞、組織、器官等多層次對人血腦屏障及腦功能的影響及其潛在機(jī)理，為航天員長期在軌駐留提供健康風(fēng)險預(yù)測與干預(yù)手段。這種新型模型系統(tǒng)可提供更接近人體的生理微環(huán)境，具有三維、動態(tài)和可視化特點，為生命科學(xué)、疾病研究和藥物研發(fā)等提供嶄新的技術(shù)手段與研究范式。
面對時間緊、任務(wù)重、要求高的挑戰(zhàn)，第一次承擔(dān)空間科技攻關(guān)任務(wù)的項目團(tuán)隊6位骨干成員持續(xù)高強(qiáng)度工作，集智攻關(guān)、團(tuán)結(jié)協(xié)作。從科學(xué)實驗設(shè)計到工程方案實施，各環(huán)節(jié)緊密銜接、協(xié)同推進(jìn)，團(tuán)隊用一絲不茍的態(tài)度對待每一個技術(shù)細(xì)節(jié)，確保整個項目按時高質(zhì)量完成。
“我們非常珍惜這次極其寶貴的實驗機(jī)會——將類器官芯片這樣的前沿研究成果送入太空，服務(wù)國家重大需求。”秦建華說。
他們期待，這項研究的意義不止于太空，還要面向太空、服務(wù)地面。“希望研究成果能實現(xiàn)‘空-地轉(zhuǎn)移’，為腦疾病的早期預(yù)警、治療評估和藥物研發(fā)提供新思路。”秦建華強(qiáng)調(diào)。
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