哺乳動物胚胎太空成功發育 破解人類太空繁衍謎團 中國邁出第一步

6000餘枚小鼠早期胚胎，在太空中順利完成從2細胞到囊胚的全程發育。圖為段恩奎介紹胚胎發育情況。  圖片來源：香港文匯報

順利完成12天太空飛行後，中國首顆微重力科學實驗衛星--實踐10號返回式衛星回收艙，17日16時30分準確降落在內蒙古預定着陸區域。隨實踐10號一起「太空旅行」的6000餘枚小鼠早期胚胎，在太空中順利完成從2細胞到囊胚的全程發育。這是世界上第一次證明了哺乳動物早期胚胎在太空微重力條件下，完全可以發育到囊胚階段。相關人士表示，人類能否在太空繁衍等謎團需要通過一系列科學實驗來解開，此次實驗只是解開人類太空繁衍眾多謎團的第一步。

香港《文匯報》報導，實踐10號衛星科學應用系統副總師、中科院動物所研究員段恩奎透露，為了實現這一科學目標，科學家們完成了「不可能完成」的任務：中科院上海技術物理所研究員張濤領導的胚胎培養載荷研究團隊，將地面上一個龐大複雜的胚胎實驗室，濃縮成了一個微波爐大小的培養箱和一個電控箱，且使其具有密閉培養、自動搜索識別顯微成像、遙控固定、圖像下傳等功能。

10年來，科學家們深入分析研究，對太空胚胎培養方法和固定技術進行了多方面的研究和改進。「比如，我們科學團隊與西北農林科技大學馬保華教授合作研發了胚胎密閉培養體系，研製了適用於太空胚胎培養的特殊培養液，開發了進行大量早期胚胎冷凍、解凍的新技術，以前一次能冷凍1到10個胚胎，現在能一次冷凍50到100個左右。」段恩奎說。

此外，科學家們還研製出了適合太空遙操作的胚胎固定技術，反復研究篩選出了培養單元中胚胎培養液的最佳比例，探索出胚胎固定時最佳的固定液流速。

據介紹，發育成囊胚的胚胎如果沒有及時在母體子宮着床，就會慢慢死去，所以這些小鼠胚胎無法回到地球繼續生長發育。「如果將來有機會短時間就能回收這些胚胎，比如3天，也許就可以及時將它們植入母體，看能不能生下健康的小鼠，那將是更重大的突破。」段恩奎說。

除了用於發育實驗，還有一部分胚胎在裝星後72小時，要在太空中被注入固定液，固定一定的階段後，隨返回艙回歸地球，用於完成此次實驗的另一個科學目標--探討太空環境對胚胎發育影響的作用機制。

「希望這些小鼠胚胎能安全度過回歸地球的艱難旅程，我們將立刻把它們運回實驗室進行全方位分析研究，與地面對照實驗結果比對，分析胚胎形態變化，進行基因蛋白監測，篩選出影響太空哺乳動物早期胚胎發育的相關基因。」段恩奎說。

「我們希望能為未來人類太空活動中生殖健康提供科學依據。」段恩奎指出，人類能否在太空繁衍等謎團需要通過一系列嚴格的科學實驗來一步一步解開，哺乳動物早期胚胎能夠在太空實現發育只是解開人類太空繁衍眾多謎團的第一步。

衛星發射後形成的囊胚。  圖片來源：香港文匯報

據段恩奎介紹，小鼠胚胎在發射前8小時最後一個裝上衛星，以最大程度縮短在地面停留的時間；在轉運及裝載過程中，要求不能斷電超過20分鐘，以保證它的狀態，事實上僅斷電了12分鐘。另外，發射前4小時要進行一次自動搜索顯微成像。

段恩奎說，進行發育實驗的小鼠胚胎被分為4個單元，每個單元內有150個左右胚胎，衛星入軌後每4小時照相一次，記錄它們的狀態，直到96小時為止。在72小時左右，2細胞胚胎就發育到囊胚，和地面上時間基本一致。

世界相關研究的三次嘗試：

第一次是20年前。1996年，美國哥倫比亞航天飛機將49枚小鼠2細胞胚胎送上太空，結果無一發育；此後國外再無進行此類實驗。

第二次是10年前。2006年，段恩奎領導的團隊利用中國實踐8號育種衛星留軌艙，開展了小鼠4細胞期胚胎太空發育實驗，首次獲取了太空中的小鼠胚胎圖片，但遺憾的是它們在太空未能完成發育。

第三次就是實踐10號任務。世界上第一次證明了哺乳動物早期胚胎在太空微重力條件下，完全可以發育到囊胚階段。