地球磁層保護(hù)我們免受有害宇宙射線的傷害，但在這個(gè)天然屏障之外，宇航員受到的輻射高達(dá)海平面的100倍。輻射風(fēng)險(xiǎn)是歐空局研究工作的焦點(diǎn)，在去年舉辦了第一個(gè)“輻射暑期學(xué)?！迸嘤?xùn)學(xué)生，激發(fā)研究太空輻射對人類影響的新想法。

年輕的學(xué)生接受了輻射物理和生物學(xué)的相關(guān)課程知識(shí)介紹，而且在歐洲各地歐空局的一些合作粒子加速器中進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)。

照射干細(xì)胞

最好的提案贏得了實(shí)驗(yàn)中啟動(dòng)加速器和發(fā)射原子粒子的機(jī)會(huì)。2019年輻射暑期學(xué)校的一等獎(jiǎng)授予了德國研究人員埃米利亞諾·博萊薩尼(Emily Iano Bolesani)，他渴望識(shí)別心臟細(xì)胞暴露在宇宙輻射中時(shí)的病理生理反應(yīng)。為此，埃米利亞諾提議使用干細(xì)胞培養(yǎng)心臟組織結(jié)構(gòu)，然后將其放置在德國達(dá)姆施塔特的gsi亥姆霍茲重離子研究中心粒子加速器的接收端。

這一方法的新奇之處在于：培養(yǎng)心臟微組織來模仿人類心臟的細(xì)胞組成。埃米利亞諾想要找出哪種類型的細(xì)胞最容易受到輻射損傷（心肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞或成纖維細(xì)胞）并確定它們是如何相互影響的。這些數(shù)據(jù)將有助于創(chuàng)建一個(gè)分析模型，以預(yù)測細(xì)胞在面對輻射時(shí)將如何相互作用。來自漢諾威醫(yī)學(xué)院的埃米利亞諾說：我希望該系統(tǒng)將來也能用來篩選可能防止細(xì)胞受到輻射損傷的分子。

使用提供的獨(dú)家設(shè)備是令人興奮的，但更重要的是，這項(xiàng)研究可能會(huì)對限制放射治療后對心血管系統(tǒng)的有害影響產(chǎn)生直接影響。這一策略未來可能會(huì)擴(kuò)展到其他器官，可能有助于在探索深空的同時(shí)保障宇航員的健康。埃米利亞諾與一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作，提出了一個(gè)更詳細(xì)的想法，在太空飛行前后收集宇航員的細(xì)胞。從宇航員細(xì)胞中生長出來的組織和器官可以放在粒子加速器的光束下，觀察它們對模擬太空輻射的反應(yīng)。

這項(xiàng)研究可以闡明個(gè)體對太空輻射反應(yīng)背后的細(xì)胞和分子線索。每個(gè)人對輻射的敏感性不同，這是放射治療的一個(gè)問題，因?yàn)樗鼤?huì)影響地球上治療的效率，也會(huì)對暴露在太空輻射中的宇航員產(chǎn)生影響。這項(xiàng)潛在后續(xù)研究背后的另一個(gè)問題是，細(xì)胞在太空飛行過程中是否會(huì)適應(yīng)，并在返回地球后‘記?。勘碛^遺傳和生理變化是否會(huì)持續(xù)更長時(shí)間？換句話說，太空飛行是否被‘捕獲’為我們DNA中的足跡？

• （上圖所示）理想化了太陽風(fēng)如何塑造金星(上)、地球(中)和火星(下)的磁層。與金星和火星不同，地球有一個(gè)內(nèi)部磁場，當(dāng)太陽風(fēng)的帶電粒子離開太陽時(shí)，它們會(huì)偏轉(zhuǎn)，在地球周圍產(chǎn)生了一個(gè)“氣泡”-磁層?；鹦呛徒鹦牵粫?huì)產(chǎn)生內(nèi)部磁場，太陽風(fēng)的主要障礙是高層大氣，即電離層。就像在地球上一樣，太陽紫外線將電子從這個(gè)區(qū)域的原子和分子中分離出來，形成了一個(gè)帶電的電離氣體區(qū)域：電離層。圖片：ESA

博科園｜研究/來自：歐空局

圖 ? ?片：歐空局（ESA）

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