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(jù)集。

- 采用了泛組學方法，包括表觀基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學、磷酸化蛋白質(zhì)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(zhì)、內(nèi)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(zhuǎn)運蛋白去磷酸化：太空飛行導致腎臟轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)組學分析顯示，在太空飛行后，與細胞外基質(zhì)和脂質(zhì)周轉(zhuǎn)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(zhì)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(nèi)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(jù)，發(fā)現(xiàn)太空飛行會導致腎臟轉(zhuǎn)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(jù)，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(jù)。

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(zhuǎn)重力矢量分散機制。通過雙軸獨立控制旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使培養(yǎng)容器內(nèi)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(nèi)置傳感器，可實時監(jiān)控并可視化重力水平；旋轉(zhuǎn)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(chǎn)品：

Kilby 3D-clinostat 旋轉(zhuǎn)細胞培養(yǎng)儀，

Kilby Gravity 微/超重力三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，

3D回轉(zhuǎn)重力環(huán)境模擬系統(tǒng)，隨機定位儀，

類器官芯片搖擺灌注儀，

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