太空微重力环境对人体的影响及防护措施

实践十号卫星的成功返回,验证了生命在太空中繁衍的可能性。随着一次次发射成功,人类涉足太空越来越频繁,"太空移民"似乎离人类不再遥远。然而,太空中微重力、强辐射、高真空、强磁场、超低温等环境特点会对人体造成巨大影响,其中以微重力对人体的影响最为显著,包括感觉神经系统紊乱、体液头向分布、心血管系统功能失调、肌肉萎缩、骨质流失和心理问题等。为克服微重力对人体的不利影响,保证航天员健康及飞行任务的顺利进行,采用了一系列防护措施,主要包括飞行前的严格选拔和训练、飞行中采用防护措施和飞行后的康复治疗。     

空间植物学研究现状及趋势

空间植物学研究是人类涉足太空,开发太空产业的关键学科之一,因为,植物在太空中生长、繁殖是人类永久进入太空的必须条件。空间物理环境与地面有很大差异,其主要特点是:长期微重力状态(10~_-3)—10~(-6)g),没有昼夜节律变化,含有宇宙辐射,特别是地球上难于获得的高能重粒子(HZE)辐射,超真空和超洁净;地球表面的物理环境的显著特点     

从起点到起点:哺乳动物早期胚胎发育研究进展

以哺乳动物早期胚胎发育几个核心科学问题为引导,简述历史上哺乳动物早期胚胎发育研究中一些理论认知的突破如何在医学领域对人类生殖和健康作出的重大贡献,总结目前哺乳动物早期胚胎发育研究面临的巨大挑战,展望未来哺乳动物早期胚胎发育研究将在哪些方面对于人类生殖和健康作出新的贡献。     

哺乳动物早期胚胎发育的体外研究

哺乳动物胚胎发育起始于受精卵,受精卵依次形成桑椹胚和囊胚.同时,早期胚胎从输卵管迁入子宫,植入母体子宫后通过原肠运动形成原肠胚并进一步发育为新生个体.哺乳动物体内生命孕育方式造成研究取材和观察等方面的困难,阻碍了人类对哺乳动物胚胎发育过程的认识.因此,必需开发哺乳动物体外胚胎技术,以克服体内发育方式所带来的研究困难.2...     

诱变育种新途径——航天搭载太空诱变育种

1 航天搭载,太空(空间)诱变 航天搭载,空间诱变可以简称为航天诱变育种,亦称太空育种.它是将农作物种子或供试诱变材料搭乘返回式卫星或宇宙飞船,送到距地球200～400km的太空,利用空间宇宙射线的强辐射在高真空、微重力和交变磁场等特殊环境中进行诱变处理,使供试的农作物种子和材料产生变异,返回地面后筛选、培育出符合要求的新品种.     

太空飞行后秀丽隐杆线虫肌相关基因和蛋白质变化

太空飞行所致的肌萎缩和重力感知的分子机制至今尚不清楚．研究太空飞行对秀丽隐杆线虫（C.elegans）体壁肌细胞结构和功能的影响．经过近15天太空飞行后对其生存率和运动能力进行了观察,并检测了5个重要的肌相关基因的表达和3种蛋白质含量．太空研究是在动物的整体水平进行的,而不是就单个细胞的研究．经历太空飞行后线虫生存率没有明显变化,但运动频率变慢,爬行轨迹也发生了改变,提示线虫运动功能出现障碍,这些数据揭示：微重力下秀丽线虫肌肉发育发生了变化．肌球蛋白A（myosin A）免疫荧光染色观察发现,太空飞行组肌纤维面积缩小,肌细胞致密体（dense－body）荧光亮度下降．这些形态学观察直接提示太空组线虫出现了肌萎缩．但是,肌动蛋白（F-actin）荧光染色显示两组并无明显差别．基因表达水平的分析结果显示,在太空飞行组动物中dys－1表达明显上调,同时hlh－1,myo－3,unc－54和egl—19基因表达下调．抗肌萎缩蛋白（dystrophin,由dys—1编码）是抗肌萎缩蛋白－糖蛋白复合物（DGC）的主要组成成分,而该复合物在微重力下增多,提示肌细胞是为了接受更多的力学刺激以维持细胞内外的力学平衡,所以该复合物在肌细胞的重力感知中起关键作用．基因hlh－1,myo－3,unc－54和egl－19表达下调,说明它们分别从结构和功能两个途径促进了微重力性肌萎缩的发生．最后,Western blot结果提示,太空组线虫体壁肌内肌球蛋白A减少,进一步确证了太空飞行中线虫有肌萎缩发生．     

哺乳动物卵巢卵泡发育调控机制研究进展

卵巢作为雌性哺乳动物的性腺,是由卵母细胞和不同类型的体细胞组成的异质性器官。卵巢在功能上,一方面担负了与雌性个体健康有关的内分泌调节功能,另一方面则承载了产生成熟卵母细胞并繁衍子代的重要任务。而承担上述功能的单位为卵泡,即卵母细胞和卵泡体细胞共同构成的复合体。对于具有较长生殖寿命的哺乳动物而言,卵泡在卵巢内的发育是一个内部协同与外部调控的精密有序过程。其中后期促性腺激素依赖的有腔卵泡发育直接调控生殖周期的产生,而近期越来越多的证据表明早期卵泡的有序发育与雌性生殖寿命维持密切关联。因此,卵泡在体正常发育与雌性个体的健康息息相关;而深入探索卵泡发育调控机制,可直接指导我们认识包括人类在内的雌性哺乳动物生殖寿命的维持机制,并在未来对其进行可能的调控。近年来,伴随着新技术和新方法的产生,特别是基因修饰动物的开发以及新型显微技术的出现,对卵泡发育特别是早期卵泡发育的调控机制研究有了长足的进步。本综述围绕着卵泡在体发育中的关键生理事件,将近年来对卵泡的生理发育调节机制研究进行梳理,并重点聚焦于早期卵泡发育的体内相关调控机制研究进展。     

动物太空旅行简史

正2019年是人类登月50周年。在这段漫长的登月路途中,我们并不孤独,有许多动物进入太空,与人类一起开启了波澜壮阔的宇宙探索。注:据不完全统计数据,以下节点均为该物种第一次进入太空/进行绕地飞行/进行绕月飞行/登月的时间。宇宙辐射会让小果蝇变成哥斯拉吗?果蝇1947年2月我是第一只进入太空的动物。科学家的实验目的是检测太空辐射对动物的影响。猴子1949年6月我叫艾伯特二。注意断句,艾伯特,二。我比艾伯特一幸运,成为第一只进入太空的哺乳动物,成功到达134千米的亚太空轨道。不过,返回地球的时候降落伞出现故障,我被摔得稀碎。     

哺乳动物线粒体遗传和在体细胞克隆胚胎中的命运

线粒体是哺乳动物重要的细胞器之一,为细胞的生命活动提供能量.线粒体是除细胞核外唯一含有功能性基因组DNA的细胞器.由于线粒体在哺乳动物早期胚胎的发育中有多方面重要的作用,因此线粒体对体细胞克隆胚胎发育的影响成为体细胞克隆动物研究的热点.就线粒体的结构特点和遗传特性及其在同种、异种动物克隆早期胚胎发育过程中的命运以及可能的遗传机制进行综述.同时,也将比较注射异源线粒体后,线粒体在注射胚胎中的发育命运.     

低氧与神经干细胞

由于氧在能量代谢和内环境稳定中起重要调节作用,所以地球上绝大多数生命都离不开氧（YunZhong,2002）。作为重要的生理病理调节因素,氧浓度改变的影响可以贯穿整个生命过程：从胚胎发育到成体正常功能的维持,多种病变,衰老退变等。NSCs不仅存在于发育中的哺乳动物中枢神经系统中,而且也存在于几乎所有成年哺乳动物,包括人类的神经系统中。     

组蛋白乙酰化与哺乳动物生殖

组蛋白乙酰化是表观遗传修饰方式之一,在哺乳动物生殖活动中的作用至关重要,它参与哺乳动物精子发生、卵母细胞成熟和胚胎发育以及子宫内膜基质细胞蜕膜化等生殖过程。组蛋白乙酰化水平和功能的异常可以导致生殖细胞生成障碍从而致使胚胎死亡,还可影响子宫内膜容受性和蜕膜化的发生。此外,组蛋白乙酰化与胎盘的功能也密切相关。组蛋白乙酰化修饰的进一步研究将为不孕不育病因的阐明和治疗提供理论基础,对人类优生优育意义重大。     

创世之后:人类胚胎离体培养的突破

正自智慧生物被创造出来以后,他们便不再是创造者手中的玩偶.千百年来,人们便在不断思考生命的本质和意义,而解析和重构生命过程则成为了人们长久以来的终极梦想.1951年英国科学家威廉.哈维在其著作《动物的生殖》中第一次系统提出胚胎的结构、功能理论,这奠定了人们从生命科学的角度探索生命起点的基石.由于哺乳动物胚胎需要在体内发育,这一点极大地阻碍了人们对其进行深入研究的进程.几十年来,人们不断探索着适于体外胚胎发育研究的培养系统.1965年,研究即发现,胚胎在玻     

哺乳动物同性生殖研究历程及应用前景

繁殖是所有生命形式的基础，同性生殖作为一种特殊的繁殖方式存在于自然界中。同性生殖包含孤雌生殖和孤雄生殖，在哺乳动物中尚未被发现。印记基因等表观遗传机制的存在阻碍了同性生殖胚胎发育。目前利用基因编辑已成功培育出双母系小鼠（Mus musculus domesticus）、单母小鼠和双父系小鼠，双母系小鼠和单母小鼠可正常发育并繁殖后代，双父系小鼠可存活48h。本文综述了哺乳动物同性生殖相关技术以及探究历程，总结了同性生殖技术的应用前景与发展方向。     

微重力环境影响植物生长发育的研究进展

微重力是最独特的空间环境条件之一,研究微重力对不同植物种类以及不同植物部位的影响是空间生物学的重要内容之一,对于建立生物再生式生命保障系统意义重大。生物再生式生命保障系统是未来开展长期载人空间活动的核心技术,其优势在于能在一个密闭的系统内持续再生氧气,水和食物等高等动物生活必需品,植物部件是生物再生式生命保障系统的重要组成部分。了解和掌握微重力对植物生长发育的影响,有助于采取有效的作业制度确保其正常生长发育和繁殖,是成功建立生物再生式生命保障系统的首要关键。该文就植物在空间探索中的地位和作用,地面模拟微重力的装置以及国内外有关微重力对植物的影响做一综述。现有的研究结果包括,未来长期的载人航天任务需要植物通过光合作用为生物再生式生命保障系统提供部分动物营养、洁净水以及清除系统中的固体废物和二氧化碳;三维随机回旋装置是目前地面上模拟微重力效应的主要装置之一,尤其适用于植物材料的长期模拟微重力处理;国内外有关微重力对植物影响的报道生理生化水平多集中在植物的生长发育和生理反应,比如表型变化或者与重力相关的激素或者钙离子的再分配,细胞或亚细胞水平主要有细胞壁、线粒体、叶绿体以及细胞骨架等,基因和蛋白质表达水平的研究对象主要为拟南芥。由于实验方法和材料之间的差异,微重力对不同植物或者植物不同部位在各个水平的影响效果并不一致,未来需要开展更多的相关研究工作。     

microRNA:心血管发育及疾病中的重要调控因子

心脏是哺乳动物在胚胎发育时期最早形成的器官,心血管系统的正常发育及功能维持受到精确的调控。近年来,心血管疾病已成为危害人类生命的首要杀手之一,因此,对心血管的发育及疾病发生的机制研究一直是生命科学研究的热点问题。microRNA(miRNA)是一类长约18～25nt的单链非编码小RNA,主要通过结合于靶基因的3'非翻译区抑制靶基因的翻译或导致mRNA降解,从而抑制靶基因的表达。miRNA在许多生物学过程中发挥重要的调控作用,如细胞增殖、分化、凋亡、癌症发生等。最近研究表明,miRNA也参与调控心血管系统的发育和疾病发生过程。在此,该文对miRNA在心血管系统发育和疾病中的作用做一综述。     

胚胎发育过程中的DNA甲基化作用

哺乳动物的正常发育取决于表观遗传学调控机制准确无误地运行.其中尤为重要的是发生在原生殖细胞和胚胎中的基因组范围内的DNA甲基化模式重排等表观遗传学修饰.胚胎发育过程中的DNA甲基化作用与基因印记的建立、基因表达的调控以及细胞和胚胎的形态建成都密切相关.DNA甲基化发生机制和功能的阐明将对哺乳动物个体发育与人类疾病研究有重要意义.     

禽类卵泡生殖内分泌机能及其调控

雌禽只有左侧卵巢和输卵管,而右侧卵巢和输卵管在胚胎发育过程中已逐步退化,在生殖功能上也出现了与哺乳动物不同的特征。近年来随着研究的不断深入,发现禽类卵巢卵泡内分泌有许多不同于哺乳动物的活动规律。本文主要以鸡卵泡内分泌活动方面的研究进展,对禽类卵泡在生殖内分泌活动中的作用进行探讨性的概述,并与哺乳动物作一简单比较。 一、卵泡发育过程中的形态学变化 雌禽卵巢位于身体左侧,左肾的前方,通过卵巢系膜韧带悬于腹腔的背壁上,外观象一串葡萄,含有发育不同阶段的许多卵泡。性成熟     

组蛋白去乙酰化酶1/2参与调控小鼠卵子发生的研究进展

卵子发生是雌性哺乳动物的基本生殖过程,是后续受精及胚胎发育的基础.近年来研究表明,表观修饰在调控哺乳动物生殖过程(如卵子发生、精子发生、植入前胚胎发育及性别分化等)中扮演着重要的角色.以组蛋白乙酰化为例,组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferases,HATs)和去乙酰化酶(histone de...     

蛋白质组技术在鼠胚胎早期发育研究中的应用

人类基因组大规模测序,揭示基因组精细结构的同时,还显示出基因数量的有限性和结构的相对稳定。随分析仪器和生物技术的飞速发展,创立了与基因组相对应的蛋白质组学,将精力集中于从生命功能的执行体---蛋白质水平研究基因的表达及功能。生殖技术的研究已取得了惊人的进展,但人们对生殖尤其是人类生殖的分子机制了解仍很贫乏。鼠胚胎发育过程蛋白质组的研究,为了解人类生殖健康和疾病发生的机制提供了有意义的资料 。     

人内源性逆转录病毒的生物学功能及与疾病的关系

人内源性逆转录病毒（human endogenousretroviruses,HERV）是逆转录病毒在几百万年前感染人类并整合到人类基因组中,以孟德尔方式遗传至今的残余物.其在人体内数量众多,并且每个家族都存在多拷贝.HERV各家族基因结构基本相同,但许多功能都不明确,过去大多数研究人员将内源性逆转录病毒视为垃圾DNA.但随着研究的深入,人们发现HERV与人类的进化关系密切,是哺乳动物生殖所必需的,并且影响哺乳动物胎盘发育,是妊娠所不可或缺的基因.同时和胎盘共同构建了一个防止微生物感染胎儿的屏障.除了以上生理功能外,HERV还参与人体多种自身免疫性疾病和肿瘤的发生和发展过程.