科学家使用太空冷冻精子成功繁殖健康小鼠 为人类星际移民铺路

冷冻精子在太空中与地面上的受精能力会有所不同吗？近期日本科学家通过一项开创性的太空繁殖实验揭开了谜底。

研究人员在实验中首次使用国际空间站在轨储存5年零10个月的小鼠冷冻精子，成功繁殖了健康小鼠，这表明哺乳动物在地球以外空间繁殖的可能性，对人类探索宇宙的未来产生重要影响。

这些小鼠的精子于2013年通过轻型太空舱被送往国际空间站，然后被储存在空间站的冰箱中，并于2019年被送回地球。这不仅是最长一次空间站在轨实验室的生物学研究，也是全球首个涉及哺乳动物生殖细胞的空间研究。

此次实验在日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 筑波航天中心进行。在轨冷冻的小鼠精子细胞在地球上重新水化后，注射到未受精的卵细胞中，并转移到雌性小鼠体内，通过这种方式总共繁殖了168个小鼠后代。

这项由日本山梨大学发育生物学家Teruhiko Wakayama教授领导的研究结果被发表在最新一期的《科学进展》（Science Advances）杂志上。

该实验的主要目的是为了比较长期暴露在太空辐射下的精子受精能力与地球上存储精子的受精能力是否会有所不同。太空的辐射量是地球的170倍，这种高辐射水平会被地球大气层削弱。

Wakayama教授表示，与地面储存的精子相比，太空辐射不会破坏精子的DNA结构或降低其受精能力。

Wakayama还表示，这些小鼠与使用地面储存的精子繁殖的小鼠一样健康，外观正常，基因功能没有异常，而且这些被繁殖的小鼠的后代也同样健康。

“如果空间辐射导致突变，那么繁殖的下一代也会有所改变。” Wakayama教授表示，“如果动物在太空中生活了很多代，那么突变就会累积，我们必须知道如何防范这种情况发生。”

科学家们正在寻求更深入地了解空间条件会如何影响生命的繁殖，先前在轨科学研究涉及果蝇和鱼类等低级动物。人们担心更高的辐射水平可能会促使有害突变的发生，而失重的条件可能会阻碍胚胎发育。

最新的小鼠繁殖实验仅研究了辐射对雄性生殖细胞（或配子）的影响，但未研究重力的问题。

在下一步的研究中，科学家计划对失重条件下培育的小鼠胚胎进行研究。Wakayama教授称，今年8月，研究人员将把冷冻的早期小鼠胚胎送到国际空间站进行零重力条件下的解冻和培养。

尽管在太空中繁衍后代今天听起来似乎不可思议，但人类的发展空间已经延伸至地球以外，不仅建立了大型空间站，还计划在月球、火星等星球上建立殖民基地。新技术的开发还有望将宇航员送往太阳系以外的目的地，进行更为漫长的任务。

科学家已经在探索未来人类在星际中进行繁衍的可能性。Wakayama教授说道：”关于空间站冷冻小鼠精子的研究发现表明，如果实现长时间的空间任务，那么这种方法也许可以用于人类在太空中的繁殖。”

研究人员估计，冷冻干燥的精子在国际空间站中可以安全地储存约200年。他们还表示，由于精子体积小、重量轻，运输成本低廉，这使得动物生殖细胞可以像植物种子一样容易地进行空间站储存。

“为了让人类在太空中茁壮成长，我们不仅需要保持人类遗传的多样性，还需要保持家畜甚至宠物的遗传多样性。”Wakayama教授表示，“遗传多样性可以防止近亲繁殖中有害突变的积累。”