为什么科学家要在太空中培育人体器官？

人们在太空环境下，零重力可能会影响人体器官正常生长，这就是为什么太空实验颇有价值，宇航员在国际空间站进行了一系列科学实验，从生物科学的新视角去探索人体组织的生长之谜。

重力通过影响蛋白质和基因在细胞内的相互作用，从而干扰细胞行为，产生极化组织，这是自然器官发育的一个基本步骤。然而，当我们试图在实验室为医学移植复制复杂三维组织时，重力对发育进程进行了干扰。

实验室培育人体器官和组织

为了在实验室培育器官组织，科学家使用支架提供一个细胞表层，附加在预先确定的刚硬结构上。例如：一个人造肾脏需要特定结构或者支架来供给肾脏细胞生长。的确，这种策略有助于人体组织在早期阶段形成，但长期来看存在一些问题，例如：人工合成支架或者错误的结构会产生终极免疫反应。

相比之下，在失重条件下，细胞可以自由组织成正确的三维结构，而不需要支架基质。在太空零重力条件下，研究人员发现人体组织生长的可能新方式，例如：不使用支架生长的软骨和血管，在人工环境中模拟它们的自然细胞排列，虽然这并不是在子宫中发育过程（毕竟子宫也会受到重力影响），但太空零重力环境对于研究人体器官组织生长具有一定的优势。

国际空间站正在进行该项研究，目前宇航员整操作一系列实验用来研究优化组织生长，分析基础科学、个性化医学和器官移植。但我们在太空环境中培育器官组织还有其他原因，长期太空任务会使宇航员的身体发生一系列生理变化，随着时间的推移，人体一些生理变化是可逆的，而另一些则不然，这将危及未来的人类航天飞行。

研究宇航员执行太空任务前后的身体状态，可以揭示他们的器官出现怎样的变化，但对于造成观察到变化的机制，却无法解释其形成原因。因此，在太空中生长人体组织可以补充此类研究，并有助于探索解决方案。

目前我们所知的所有生命形式都是在微重力环境下进化的，如果没有重力，我们的大脑可能会以不同轨迹进化，或者我们的肝脏可能不会像在地球生活期间那样过滤体内毒素。

通过在太空环境中重建胚胎器官的形成过程，我们可以预测人体子宫胚胎如何发育。在国际空间站，宇航员的科学实验室正在进行一些有关人脑有机器官的研究，旨在了解零重力对人类大脑发育的影响。这些项目将对未来人类殖民太空具有深远意义，同时，这些研究还将不断改善人造器官质量，更好地适应药物测试和治疗。