不仅将超过6吨的物资补给送上中国空间站,更携带了一批极为特殊的“活物快递!”这已经是第二次了,第一次的遗传物质已经受损,那么这次呢?
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那是中国科学院动物研究所团队在发射前夜紧急制备的人类“人工胚胎”样本。
“人工胚胎”再次飞天,对于中国科学院动物研究所研究员于乐谦和他的团队成员来说,2026年5月10日深夜注定是一个不眠之夜。
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这些几厘米见方的小盒子装有两种截然不同的“人工胚胎”模型:一种贴附在子宫细胞上,观察胚胎在子宫内的着床过程。
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另一种“住”在微流控芯片的小单间里,模拟生命由囊胚形成原肠胚的关键发育阶段。
发射前12小时,这些“人工胚胎”样本才被护送至发射塔架,安放在天舟十号货运飞船特制的“太空冰箱”里,实现了科研人员口中的“小时级”天地速递。
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这并不是真正意义上能够发育成完整个体的人类胚胎,而是利用干细胞技术在体外构建的胚胎模型。
它们不具备发育成完整个体的能力,却完美再现了生命诞生之初细胞生长、分化的典型过程,为科学家打开了一扇观察人类最早发育进程的窗口。
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此次天舟十号任务共携带67件科学实验产品,总重达768.2公斤,要在空间站内陆续开展41项在轨科学实验。
其中最受瞩目的,是中国科研团队首次构建的“太空胚胎”系统性研究链条。
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这个研究链条覆盖了从低等脊椎动物到高等哺乳动物的完整生命图谱,从斑马鱼胚胎、小鼠胚胎,再到人类“人工胚胎”,形成了一套前所未有的太空生命孕育研究体系。
整套研究方案围绕5项空间生命科学核心实验展开,系统探索太空环境如何损伤哺乳动物早期胚胎、失重条件下骨骼丢失与心肌重塑的蛋白调控机制,以及利用干细胞在太空中构建和发育人类“人工胚胎”的关键科学问题。
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这些研究不仅关乎人类未来长期驻留太空时的生殖与健康保障,也触及了对生命本质的深层追问。
“人工胚胎”此次飞天,还有一个难以回避的背景。
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早在2016年,我国实践十号返回式科学实验卫星就曾搭载小鼠早期胚胎进入太空,成功完成了全球首次哺乳动物胚胎在轨发育实验,那批小鼠胚胎在太空中顺利地从2细胞阶段发育到了囊胚阶段。
然而后续的地面分析却揭示了一个令人担忧的现象,这些太空胚胎存在囊胚发育率显著降低、质量下降,且伴有DNA等遗传物质损伤的问题。
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微重力和宇宙辐射的双重夹击究竟如何干扰生命的初始密码,成为悬而未决的重大科学谜题。
此次天舟十号携带的人类“人工胚胎”,将在航天员的守护下在中国空间站内完成5天的发育过程,每天都有自动化系统为它们更换新鲜的培养液。
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与2016年实践十号仅12天的卫星实验相比,此次长达一年的在轨停靠时间和空间站上完善的生物实验柜,为持续的对比研究创造了前所未有的便利。
待实验周期完成后,这些样本将在轨冻存并择机返回地面,由科研人员展开详细分析。
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雷晓华研究员将太空环境形象地比作一个天然的“高灵敏度放大镜”,它能放大胚胎发育中的各种损伤隐患,快速定位在地面常规环境下难以发现的致畸风险基因与发育异常调控通路。
每一组胚胎损伤数据、每一条发育调控通路,最终都能够转化为临床医疗方案,服务人类、守护生命。
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从物理学的角度看,宇宙空间的严酷环境给胚胎发育带来了双重挑战。
首先是极端辐射,地球大气层和磁场像一把巨大的保护伞,帮我们挡掉了绝大部分来自宇宙深处的高能粒子。
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然而在地表约400公里高度的空间站轨道上,宇宙射线辐射强度约为地表的100倍。
这些高能粒子像微观子弹一般可以穿透细胞,打断DNA双链,引发基因突变。
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2025年京都大学的研究团队就发现,即便是在空间站上存活了6个月的冷冻小鼠精原干细胞,其后代的小鼠在基因层面也留下了微妙的改变,所幸并未表现出明显的发育缺陷。
第二个挑战是微重力环境对细胞行为的深层干扰。
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没有了重力的牵引,细胞之间的信号传导变得紊乱,胚胎干细胞的分化方向可能出现随机漂移。
国际空间站上开展的实验表明,小鼠胚胎干细胞在太空飞行后表现出基因组不稳定性,有的甚至完全丧失了产生后代的能力。
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天舟十号此次携带的“人工胚胎”恰好避开了生育伦理的禁区,利用干细胞构建的类胚胎模型,直接观察人类早期胚胎发育的关键分子事件,比小鼠胚胎更贴近人类自身的生殖困境。
中国空间站生物技术实验柜里,还同时居住着三种不同的小鼠细胞胚胎,它们将与人类“人工胚胎”形成对照实验组。
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“生命究竟如何从一颗受精卵开始,一步步知道自己该变成什么、该往哪里去?”
于乐谦在面对镜头时说,每次在显微镜下观察到细胞生长、迁移、分化的微观景象时,他都能感受到一种深刻的敬畏,“那是生命本身的力量,也是科学探索的价值所在。”
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此次天舟十号携带的“人工胚胎”虽然无法发育成宝宝,却为人类迈出了探索空间繁衍问题的关键第一步。
它们飘浮在距地面约400公里的轨道上,携带着人类对太空家园最深沉的梦想,将来自遥远星空的辐射刻入生命的原始密码,等待着科学家从那些断裂的DNA链中读出通往星辰大海的安全航道。
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