美国宇航局双胞胎研究一年的太空对肠道微生物组几乎没有影响

根据发表在“科学”杂志上的一篇关于NASA双胞胎研究的新论文，太空中的一年似乎对肠道微生物组有一个小而重要的短暂影响。

由芝加哥一组研究人员撰写的微生物组研究结果是其他10个研究小组的结果，这些研究小组研究了人体对太空飞行的反应。

芝加哥伊利诺伊大学测序核心主任，该论文的第一批作者之一Stefan Green负责管理基因测序和分析从双胞胎收集的肠道微生物之前，期间和之后国际空间站一年。

虽然之前已有数百人在太空飞行，但关于太空飞行时间长于几个月如何影响健康和身体的数据却很少。美国宇航局双胞胎研究的目标是通过比较一对双胞胎的空间对地球环境对遗传匹配的兄弟姐妹的影响来确定长时间太空飞行的生理和心理健康影响。

参与这项研究的双胞胎是宇航员斯科特凯利，他在2016年3月结束的国际空间站上执行了为期一年的任务，他的双胞胎兄弟马克凯利也是一名宇航员，他的兄弟在他身边留在地球上轨道。这两位兄弟在研究期间年仅50岁，提供了生物样本，并在斯科特飞行之前，期间和之后接受了一系列认知和身体检查。

来自全国各地的研究小组分析了这些数据，并在科学论文中报告了他们对生化，认知，眼，遗传，生理，免疫和其他变化的研究结果。

由西北大学的Fred Turek领导的芝加哥研究人员，包括来自拉什大学的研究人员，专注于分析双胞胎肠道微生物组的变化。Green与同事George Chlipala和Mark Maienschein-Cline在UIC的研究信息学核心中对从斯科特长达一年的任务之前，期间和之后从双胞胎收集的粪便拭子中存在的细菌，真菌，病毒和其他微生物中提取的DNA进行了测序。空间站。

“我们在NASA双胞胎研究中的作用是对双胞胎胃肠道微生物组的发现进行排序和分析，并将这些分析与其他研究小组的结果放在一起，”格林说。

肠道微生物群有助于消化食物，对抗感染，并在保持免疫系统健康方面发挥重要作用。它受遗传，压力，饮食和其他环境因素的影响很大。之前的研究表明，不健康或不平衡的微生物群是导致代谢紊乱(包括肥胖和糖尿病)的一个因素。构成个体肠道微生物群的物种及其丰度可通过粪便样本或粪便拭子分析来识别。

在斯科特离开地球之前两次从双胞胎收集粪便拭子，在斯科特在空间站期间四次收集粪便，然后在返回地球时收集三次。

“对太空飞行引起的微生物组似乎有一个小的但显着的影响;然而，斯科特肠道微生物组的组成在他返回地球后很快恢复到他的基线，”格林说。“这些变化是由于不同的食物，微重力还是辐射造成的，我们无法明确地说出来，但我相信这种影响是由他在飞行中吃的东西的差异造成的。宇航员的饮食主要包括冻干或热稳定预包装食品。“

格林和他的团队注意到的一个变化是飞行过程中两种主要细菌门的比例：厚壁菌门和拟杆菌。斯科特在这两个门之间的比例在他在太空时发生了变化，这两个门的比例相对于他的基线增加了大约五倍。格林解释说，在太空飞行期间，任何时候都没有超出你对健康人所期望的规范的比例。并且，斯科特的比率迅速恢复到他返回地球之前的太空任务之前的位置。

格林及其同事也发现斯科特在空间站期间微生物多样性水平没有变化。

“斯科特在太空时期的多样性保持不变，从我的角度来看，这是一个积极的发现，表明胃肠道微生物群具有显着的恢复力和健壮性，”他说。

根据格林的说法，了解太空中微生物组的变化很重要，部分原因是如果失去多样性或关键物种，补充它们的来源就会减少。他说隔离和禁闭是与长期任务有关的一些主要障碍，这些因素可能对宇航员的肠道微生物群产生负面影响。

“我们在斯科特看到的扩展航天飞行对肠道微生物组的整体小而短暂的影响是非常有希望的，并表明微生物的多样性和功能可以在更长的飞行中保持，”格林说。“但是，这应该考虑到这是一个研究低地球轨道上的单个人的事实，并且需要进一步的研究来证实这一发现。”