太空中的骨密度与微生物群有关

在太空中,我们肠道的变化可能是导致骨密度下降的原因
2023年4月21日

采访

乔·比德里,加州大学洛杉矶分校

FLOATING_ASTRONAUT

浮动的宇航员

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作为少数被送往太空的幸运科学家之一,有一个缺点是,当你返回地球时,你可能会留下一具70岁老人的骨架。当我们的身体暴露在微重力环境中时,我们骨骼的自然重塑会被破坏,你在那里的每一个月都会失去1-2%的密度。为什么会发生这种情况,科学家们并不完全确定,但他们认为这与我们体内微生物群的变化有关,微生物群是生活在我们体内的数万亿细菌。为了弄清真相,加州大学洛杉矶分校的乔·比德里研究了送往国际空间站的老鼠的微生物群和骨密度的同时变化。他希望他的研究在帮助宇航员的同时,也能帮助世界上数百万患有骨质疏松症等骨骼疾病的人。

乔:真正酷的是NASA有一个叫做啮齿动物栖息地的设备。它看起来就像一个巨大的电脑机箱,鼠标可以在里面活动,还有复杂的传感器和其他类似的摄像头。然而,由于你处于微重力状态,我们分析的粪便无法被主动取样。所以在实验结束时,我们必须获取这些样本然后在那里做一个时间点分析。

詹姆斯:你能总结一下,你的发现,你送入太空的这些老鼠的微生物组的变化吗?

乔-除了少数物种外,飞行和地面的微生物组相对相似。特别是两个物种,乳酸杆菌和多丽亚菌在飞行组中含量升高,这很有趣。我们在微生物中看到了这些变化。我们看到了它们对我们检测到的一些代谢物有潜在贡献的能力。然后我们看到骨骼的内稳态发生了变化。所以我们想也许这只是宿主对微重力和骨质流失的反应,或者这可能是一种主动补偿。但需要进一步的研究来真正验证这些假设。

James: Joe,你已经提前回答了我的问题,关于你是如何区分因果关系的。究竟是微生物组的变化影响了小鼠的身体,还是小鼠骨密度的变化改变了微生物组。

乔:虽然我很喜欢微生物学和微生物组,但我认为我的科学直觉是,虽然我现在没有证据证明这一点,但可能是身体影响了微生物组,这可能是一种反应。所以我认为另一个非常重要的信息是老鼠参与了一种叫做粪食的行为,在这种行为中,它们吞下自己的粪便,这在微重力下是无法做到的。

詹姆斯:好极了。

乔:我知道这是一个非常有趣的过程,但这是他们从环境中重新引入微生物的另一种方式。因此,虽然这是正常行为的异常,但它也提供了一个非常独特的机会,在这种独特的环境中,几乎是一种选择事件。所以,我们需要看看我们是否能评估这些微生物是否真的能减轻骨质流失。

詹姆斯:就像我理解的那样,如果我说错了请纠正我,你看到你送入太空的老鼠的微生物群多样性增加了,通常你会把它与健康益处联系起来,如果有的话。但在这种情况下,你是否见过这种情况会对健康造成损害?

乔:是的,你问的问题都很好,我认为现在是退一步的好时机,因为这是一个独特的环境,你真的有重力影响着所有这些不同的细胞过程。在这样的背景下,你知道,在一天结束的时候,这只是对微生物的选择压力。因此,在这种情况下,多样性是否增加并不一定意味着它会带来某种特定的健康益处或健康损失,但微生物正在对这种环境做出反应,然后有许多不同的生物过程正在发生变化。

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