5月29日，中国空间站第十批空间科学实验样品随神舟二十二号飞船顺利返回。其中，中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）医药所能量代谢与生殖研究中心研究员雷晓华团队承担的“空间环境对哺乳动物早期胚胎损伤机制研究”项目实验样本成功回收。
该实验项目旨在阐明空间环境下哺乳动物植入前胚胎发育规律，揭示胚胎线粒体损伤及表观修饰异常的关键机制，有望为未来人类长期太空驻留的生命孕育研究提供关键理论基础。
雷晓华在现场接受空间站返回后的小鼠胚胎样品。研究团队供图
首次尝试在轨小鼠受精卵发育
本次实验中，雷晓华团队利用中国空间站的生物技术实验柜，对处于1-细胞期、2-细胞期和4-细胞期等不同发育时期的小鼠胚胎进行了在轨培养。其中，首次尝试在轨受精卵胚胎发育，成为本次项目研究的一大亮点。
“针对空间站上行、下行及在轨资源的严格限制，如何在有限空间内同时实现胚胎培养、实时成像、灌流固定并保证足够样本量，是我们此次实验面临的核心挑战。”雷晓华介绍。
为此，雷晓华课团队联合深圳先进院医工所生物医学光学与分子影像研究中心副研究员门涌帆团队，创新性地设计了上下两排共6个培养腔室的胚胎微流控芯片培养盒。该装置单个培养盒即可同时满足2个实验组别、3次重复实验的需求，并能匹配在轨自动培养系统。经过地面多次匹配验证，团队成功建立了适用于中国空间站的哺乳动物植入前胚胎培养、成像、灌流固定和冻存的全套实验体系。
初步研究结果表明，在轨胚胎发育图片捕获成功，胚胎发育及固定保存状态良好。
由于下行返回的空间实验样本极其珍贵，对后续分析质量要求高。5月30日凌晨4时许，生命科学实验样品通过专用相变制冷模块设备，被紧急转运至北京的中国科学院空间工程技术与应用中心。在后续研究中，雷晓华团队将围绕返回的太空样本与开展的地面对照样本，在发育表型统计、特定蛋白质分子染色、高分辨率染色质三维成像以及多组学测序等多个层面，进行系统比对与整合分析。
“通过对空间胚胎样品的深入分析，将为解答‘空间环境如何影响哺乳动物植入前胚胎发育’，特别是合子基因组激活这一关键阶段，以及‘太空环境能否支持其完成正常早期发育’等基础性科学问题提供关键证据，从而深化人类对哺乳动物生命在太空环境中最初发育规律的认识，”雷晓华表示。
深圳先进院实验样品转运货包图片。研究团队供图
二十年接力，探索空间胚胎发育研究
随着航天事业的快速发展，人类探索太空的脚步从未停止。在太空微重力和辐射的环境下，孕育生命真的可能吗？近年来，国内外科学家围绕空间环境探索早期胚胎发育研究方面，取得了一系列进展。
我国在哺乳动物早期胚胎的空间发育研究是一场长达二十余年的科学长征。2006年，我国科学家团队通过“实践八号”卫星，首次实现了从地面观测太空胚胎的实时成像；2016年，中国“实践十号”卫星搭载小鼠早期胚胎升空，首次实现了小鼠胚胎从2-细胞期到囊胚的太空全程发育，相关成果于2020年作为封面文章发表在《国家科学评论》上，获得国际学界高度评价；2021年，日本团队在国际空间站开展冻存复苏2-细胞期小鼠胚胎研究，进一步验证了我国科学家在2016年小鼠早期胚胎太空发育研究的核心结论。
在前两次的重要空间胚胎实验中，雷晓华既是核心参与者，也是空间胚胎发育研究的传承者。在研究生阶段起，雷晓华就参与到空间胚胎研究中，如今他带领团队承担的“空间环境对哺乳动物早期胚胎损伤机制研究”再度启航，并首次尝试了小鼠1细胞胚胎的在轨发育。“这是一场长达二十年的科研接力，我们国家希望能在空间胚胎发育研究快人一步，为解开空间生命孕育相关的科学问题找到答案。”雷晓华说道。
今年恰逢中国小鼠早期胚胎太空发育研究初试二十周年、“实践十号”成功实现太空完整发育十周年。同时，也是深圳先进院建院20周年，深圳先进院此次在轨实验的成功，正是响应我国加强基础研究的号召，以有组织的科研，开展使命驱动的基础研究的实践。
未来，随着对返回的太空实验样品的深度剖析，中国科学家有望在空间生殖与发育生物学领域取得更多原创发现，为人类迈向深空、实现地外生存的长期梦想，奠定重要的生命科学理论和技术基础。
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