几年前，生物医学科学家Jonathan Tsui带着独特的行李飞往佛罗里达。他携带了一个比手机还小的小房间，里面有48个人类心脏组织。

　　徐锦江将这些样品带到了美国宇航局的肯尼迪航天中心，并于2020年3月被装载到SpaceX的一艘飞船上，送往国际空间站一个月。我们的目标吗?研究低重力条件对人类心脏的影响，为长期太空旅行做准备。

　　在太空中呆了30天后，心脏组织样本不仅变弱了，而且还表现出不规则的跳动模式和衰老的标志性症状。该研究结果于周二发表在《美国国家科学院院刊》上。

　　研究人员在论文中写道:“根据目前载人火星及其他太空任务的计划，更好地了解、预防和抵消长时间太空飞行对身体的有害影响的必要性变得越来越重要。”

　　一段时间以来，科学家们已经知道低重力和零重力条件对人体有不利影响。肌肉萎缩、骨质流失、心脏功能下降和心律不齐只是影响长时间在太空生活的宇航员的一些症状。

　　大多数，但不是全部，这些情况在返回地球后会随着时间的推移而解决，这对美国宇航局的宇航员苏尼塔·威廉姆斯和布奇·威尔莫尔来说是个好消息，因为他们的航天器出现了技术问题，他们目前不得不在国际空间站上多呆8个月。

　　但为了更深入地了解这些健康问题，科学家们想在分子水平上进行研究——这在过去是很难实现的。

　　“在人类宇航员身上进行不同的分子和功能研究是不可能的，”生物医学工程师、该研究的合著者Deok-Ho Kim告诉《自然新闻》的杰玛·康罗伊。

　　心脏组织走向太空|约翰霍普金斯医学观察

　　根据约翰霍普金斯大学的一份声明，Kim, Tsui和他们团队的其他成员使用了人类诱导多能干细胞——这种干细胞可以发育成不同类型的细胞——并诱导它们变成人类心肌细胞。然后，他们将单个样本串在一起，每个样本都安装在一对柱子之间。每个组织样本的一个柱子是硬的，而另一个是柔性的，这使得组织像跳动的心脏一样收缩。这个可弯曲的柱子上有一块磁铁，可以将组织收缩的数据传递给传感器。

　　整个系统被称为“芯片上的心脏”，它被安置在一个模仿成人心脏腔的小装置中——徐克就是带着这个装置去佛罗里达的，在发射前他必须继续照顾它一个月。在国际空间站，宇航员杰西卡·u·梅尔(Jessica U. Meir)负责照顾这些组织，包括每周更换它们的液体营养素。

　　金在声明中说:“干细胞和组织工程、生物传感器和生物电子学以及微加工领域的大量尖端技术都确保了这些组织在太空中的生存能力。”

　　当国际空间站上的心脏组织收缩时，250英里以下的研究小组收到了大量的实时数据。他们将接收到的数据与地球上一组相同样本的测量结果进行了比较。当芯片上的心脏从国际空间站返回时，研究小组继续他们的分析，结果令人震惊。

　　心脏组织的跳动强度是地球样本的一半，心跳间隔延长了五倍。心跳不规律，被称为心律失常，会导致心力衰竭，但组织的收缩在返回地球后恢复了正常的节奏。在分子水平上，肌瘤——帮助收缩的蛋白质——在太空暴露后变得更短、更混乱，负责能量产生的细胞线粒体变得变形。

　　去年，科学家们向国际空间站发送了另一组样本，这一次是为了测试可能抵消低重力影响的药物。这项研究正在进行中，由于低重力对心脏组织的影响与年龄增长的影响相似，因此研究结果也可能对治疗与年龄相关的心脏问题具有启示意义。

　　斯坦福大学心脏病专家约瑟夫·吴(Joseph Wu)没有参与这项研究，他告诉《自然新闻》，通过未来的组织芯片实验，研究人员可以研究其他器官对太空飞行的反应。他补充说:“该平台能够在微重力环境下工作，同时保持组织活力，这是一个主要优势。”