在太空中，让细胞长成血管
对人体内皮细胞的成分进行染色鉴定。红色部分表示“肌动蛋白”（actin），能够让细胞移动、黏附、分裂并对刺激作出反应。蓝色部分则是含有DNA的细胞核。
图片来源：丹妮拉•格林（奥托•冯•格里克马格德堡大学）
组织工程学（tissue engineering）是指利用生物活性物质，通过体外培养或构建的方法，再造或者修复器官及组织的技术，是一个仅有30多年历史的新兴学科，它的快速发展则要归功于空间研究。国际空间站（International Space Station，ISS）上，研究人员正在进行的一项实验将为可用于人类手术的人工血管培养提供可能。
在地球上，借助人类细胞培养出三维血管结构的大多数技术都要用到具有生物相容性的支架，在实验室中，科学家会用到它们来确定组织的形状，同时帮助细胞相互黏附。而一项欧洲正在进行的实验表明，微重力环境下的细胞培养不需要外部支架的支持，而是能够自然形成早期的血管结构。
“椭球”项目（SPHEROIDS project）的实验目的，是研究内皮细胞（endothelial cell，一薄层的专门上皮细胞，它形成了血管的内壁）对国际空间站上微重力环境的反应。内皮细胞控制着血管的收缩和扩张，起到维持血管张力、调节输向器官的血流和血压等特殊作用。
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健康相关的空间研究：在太空中生长血管
视频来源：ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
空间站上的失重环境和轨道对流不足，成了研究这些复杂三维结构的理想组合。
在太空中培养的人类细胞会组装形成管状结构，类似于我们人类体内的血管内壁。在“椭球”实验中，为了能维持适当的生长温度，研究人员让细胞在欧洲空间局（ESA）的Kubik生物培养箱中生长了12天。
内皮细胞。这些内皮细胞在一个随机定位仪中培养了几天，随机定位仪是一种能在地球上模拟微重力环境的装置。
图片来源：丹妮拉•格林（奥托•冯•格里克马格德堡大学）
德国奥托•冯•格里克马格德堡大学（Otto von Guericke University Magdeburg）的丹妮拉•格林（Daniela Grimm）兴奋地表示：“这些管状的聚集体就像是早期的血管，这是此前科学家在地球上培养细胞时从未实现的，”2016年时，“椭球”实验开始在国际空间站上进行。
格林补充说：“没人知道细胞会对太空做出什么样的反应。从一开始，‘椭球’项目就是一场令人兴奋的冒险。”
为地球上的病患设置太空实验
当实验样品被送回到地球时，科学家无一不惊奇于细胞的三维球状聚集方式，而这一切还都是自组装完成的。
“从细胞自身出发，我们学到了有关管状结构形成机制的新知识，结果证实，重力对关键蛋白质和基因相互作用的方式是有影响的。”同样来自马格德堡大学的分子生物学家马库斯•韦兰（Markus Wehland）解释说。
实验室研究和文献工作仍在继续：科学家正在兴奋地探索细胞自动组装成球状三维结构的机制和原因。
内皮细胞。在太空环境中，重力不再将血液拽向宇航员的脚部，血液流动也就发生了变化。“椭球”实验将通过了解人体应对失重的潜在适应性机制，从而研究出如何帮助在太空中执行任务的宇航员，同时向地球上的人们展示更长寿、更健康的可能性，因为随着年龄的增长，人类内皮细胞的活性会逐渐降低，数量也会逐渐减少。
图片来源：丹妮拉•格林（奥托•冯•格里克马格德堡大学）
“我们正在培养不同种类的细胞，来改善人造血管的组织工程技术。”马库斯说。研究团队将内皮细胞与其他培养物结合在一起，甚至能够在随机定位仪（random positioning machine）中“重建”血管的好几层结构，随机定位仪的作用是在地球上模拟微重力环境。
这种太空中不断生长的血管，能有助于设计构造人体组织，从而进行组织器官移植或生产新药；如果这一技术能走得更好更远，那些需要接受移植治疗的患者最终或许能替换原有的受损血管。
当然，这些有关内皮细胞的最新信息也能造福宇航员，毕竟在航天飞行期间，宇航员的血压会发生变化。
参考来源：
[1]http://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Research/Growing_tissues_in_space
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Tissue_engineering
[3]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28199884
[4]http://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/11/Growing_tissues_on_Earth_and_in_space
[5]http://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/11/Endothelial_cells
[6]http://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/11/Cell_engineering
