據介紹，這6條斑馬魚將在太空站停留30天以上，完成失重性骨丟失及心肌重塑的蛋白穩態調控機制研究項目。這也是國際上首次利用實施基因敲除的斑馬魚開展的在軌實驗。

這一研究項目由中國航天員科研訓練中心、華南理工大學和中國科學院上海技術物理研究所共同承擔。“此次進入太空站，我們將重點研究微重力對斑馬魚心血管功能障礙和骨丟失的影響，并探索密閉生態系統中動物、植物和水體環境的相互作用。”項目負責人之一、華南理工大學醫學院王強教授介紹道。

 

空間失重給宇航員的心血管系統、骨骼系統帶來多種潛在損傷風險，失重性骨丟失及心肌重塑是制約人類開展深空探索的重要醫學問題之一。 

斑馬魚體長僅4-5厘米，是一種小型的熱帶淡水魚，其基因組和人類基因組有高達80%以上的相似度，因此成為微重力環境下開展生命科學、健康科學、環境科學研究的理想模式生物。2024年，中科院水生生物研究所科研團隊曾首次將4條斑馬魚送入中國空間站，并實現了全球空間水生生態系統最長的43天在軌運行記錄。同時，實現斑馬魚在太空成功產卵，這表明我國研制的水生生態系統的穩定性。

在此基礎上，今年斑馬魚研究重磅升級，6條實驗用斑馬魚將在結束空間站生活后返回地面。

“我們使用斑馬魚作為模式生物，將3條野生型斑馬魚和3條基因敲除型斑馬魚，以及6克金魚藻構建的水生生態系統，通過上行水生支持裝置乘坐神舟二十號飛船到達中國空間站。”王強介紹道。據了解，經過中國航天員科研訓練中心李英賢團隊和華南理工大學王強團隊十余年的研究，已經在地面驗證了敲除斑馬魚特定基因后，能夠對抗骨丟失和心肌重塑現象的發生。

“此前由于實驗條件的限制，只能在地面開展模擬失重實驗。相關現象在空間站上究竟能否得到驗證，大家都特別期待，”王強教授表示，斑馬魚返程后將被用來研究生物體在微重力環境下對空間環境的響應和變化機制。此外，團隊還將利用返回的水樣、金魚藻探究航天特殊環境對高等動物、植物與生態系統間穩態的影響。

通過這些研究，團隊將嘗試找到可行的手段和方法，幫助對抗因航天失重引起的機體變化，為航天員健康保障提供科學依據，從而為載人登月以及更遠的深空探測提供幫助。同時，研究結果還有望用于針對性開發藥物，實現“天為地用”，為長期臥床人群的骨丟失問題提供解決方案。

在未來的實驗計劃中，團隊還會將斑馬魚胚胎送到太空，進一步研究微重力條件下脊椎動物胚胎發育的影響機制。

俗話說：“在家千日好，出外一時難”。更何況這一次斑馬魚要外出的地方是太空？無論是在地面，還是在空間站里，本次研究都面臨著重重挑戰。

“在制備斑馬魚wwp1基因突變體時，一開始就遇到了困難，”團隊成員、華南理工大學醫學院博士生李想介紹道。

常規的斑馬魚純合突變體制備，可能只需要6-8個月，但wwp1基因在斑馬魚基因組中重復序列較多，很難找到合適的基因打靶位點。為此，團隊利用CRISPR/Cas9系統在斑馬魚胚胎中嘗試了40余條sgRNA和20多對不同的鑒定引物，尋找合適的突變體，用了近1年的時間反復嘗試，才完成wwp1突變體的構建。

實驗任務到了進入發射場的關鍵階段，如何將實驗所需的斑馬魚和金魚藻樣本，從學校安全地帶到千里之外的酒泉衛星發射中心，又成為了一個難題。為此，華南理工大學與廣鐵集團積極溝通，幫助團隊將執行本次任務需要的斑馬魚和金魚藻樣本，通過高鐵運送至目的地，保障“魚航員”及時到崗，得以順利開展后續工作。

在地面研究時，由于重力的作用，很容易對每一條魚進行麻醉，并使用取樣器回收樣本。但在太空站微重力條件下，使用麻醉劑將斑馬魚麻醉并進行回收，卻是一個很大的難題。在中國科學院上海技術物理研究所田清教授的指導下，團隊做了大量的實驗，反復比較自動回收和手動回收兩種方案，最終決定采用手動回收的方式。

屆時，將由航天員將麻醉劑注入單元中，使用反差鑷子取樣，將斑馬魚回收。為此團隊專門改進了取樣口的設計，確保航天員可以順利完成操作。

像上面大大小小的難題，團隊還經歷了很多，最終都一一克服，成功將“魚航員”們護航上天。

 

滴水穿石，非一日之功。王強說，6條“魚航員”一飛沖天的背后，有著學校和學院的堅定護航。

華南理工大學醫學院成立于2014年。依托學校深厚底蘊和綜合實力，建立起了由國家高層次人才領銜的師資隊伍，建成了“學士、碩士、博士”完整的人才培養體系，走出了一條“有特色、研究型、國際化”的建設創新之路，形成了獨特的“醫工結合”模式。2017年，臨床醫學學科就進入國際高水平學科行列。目前，華南理工大學醫學院進入《醫學界》發布的中國最佳醫學院校綜合排行榜前50強。

醫學院積極加強與海內外高水平醫學院校交流合作。學院教師堅持科研創新，高水平科研成果不斷涌現，參與多項國家、國際重大科研項目攻堅。學院學生多次在全國基礎醫學實驗技能創新大賽獲獎，或以第一作者身份在頂尖雜志發表專業論文。

“學校和學院特別重視高水平科研平臺的建設，”王強組建起胚胎發育信號轉導實驗室，以斑馬魚為模式生物，結合細胞生物學、分子生物學、多組學等技術，研究發育生物學的基本過程。

在學校的支持下，醫學院為發育生物學與再生醫學團隊提供接近3000平方米的科研實驗場地，建有2間斑馬魚魚房、3間獨立的細胞培養間，可放置約10000個斑馬魚養殖缸，能同時養殖300000條成年斑馬魚，可為5-8個課題組提供相對獨立的斑馬魚養殖空間。

結合在基礎研究和臨床醫學方面的綜合優勢，華南理工大學面向人民生命健康，還在2023年成立了教育部發育與疾病醫藥基礎研究創新中心，致力打造具有重大國際影響力的發育缺陷疾病研究、應用與轉化全鏈條創新高地。該中心由王強擔任負責人，聚焦“胚胎生長發育和組織器官穩態維持”科學前沿，近年來在胚胎發育相關出生缺陷、神經系統疾病等方面取得了重要突破：相關成果在Nature子刊等國際頂尖期刊發表；2024年，牽頭獲批國家重點研發計劃“血管與心腦發育及穩態維持的協同機制”。中心研究成果為相關疾病合理用藥提供了重要線索，助力發育缺陷疾病研究與生物醫藥產業的發展。