太空莴苣生菜可能是宇航员的药品

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根据周二公布的一项新研究，未来的宇航员可能能够在太空中种植某些药物，而不是从地球携带这些药物。

一个研究小组种植了一种可以产生一种蛋白质的莴苣，这种蛋白质可以用来治疗骨质疏松，而骨质疏松是长期生活在微重力环境中的宇航员面临的一个关键健康问题。

加州大学戴维斯分校(UniversityofCalifornia,Davis)的化学工程博士候选人凯文·耶茨(KevinYates)在美国化学学会(AmericanchemicalSociety)年春季会议上介绍了这项研究。他说，与其他可能的生产药物的方法相比，“植物有很多优势”。他的研究是美国宇航局太空生物工程利用中心的一部分，该中心是关于利用植物和微生物在太空探索的飞行中制造资源。

在地球上制造这些药物已经很复杂了。制药商可以用化学方法合成蛋白质，但这个过程既低效又复杂又昂贵，耶茨说，这在太空中是不可能做到的。出于这个原因，目前的任务计划要求宇航员携带他们需要的所有药物。其他几个提议包括使用生物反应器，一种微生物消耗营养物质并将其转化为所需产品的容器，在空间站上制造有用的蛋白质。但这些反应堆可能需要微妙的条件，而且它们比一般的核电站更难维护。

通过转基因植物来生产所需药物，事情就简单多了。叶茨说:“你只是种植植物，”然后收获。

类似的项目也可以用在其他植物上，但叶茨说，莴苣（生菜）是一个很好的起点，因为喜欢园艺的宇航员已经在太空中，也就是国际空间站的小菜园里种植了大量的生菜。新鲜的生菜也可以帮助宇航员，他们通常只能吃脱水的、预先包装好的食物。

在执行任务期间提供补给可以降低成本并避免辐射损害。为宇航员运送补给的成本是巨大的，特别是像火星任务这样的长途探险。除此之外，耶茨说，由于辐射，“药物在太空中会降解”。

一项火星任务大约需要3年时间，其中包括往返火星的8个月。即使是提前送去火星的补给，也有可能使补给暴露在多年的破坏性辐射中，从而可能阻碍药物发挥作用。

耶茨的目标是仅用生菜就能生产出一种对抗人类骨质流失的蛋白质。这种蛋白质被称为甲状旁腺激素，自然存在于人类体内。在地球上，它被用来刺激骨骼生长以抵消骨密度的流失——骨质疏松症。美国食品和药物管理局(FoodanddrugAdministration)已经批准一种名为福泰奥(Forteo)的药物治疗这种疾病。福泰奥是一种人工合成的甲状旁腺激素。生菜会产生一种与福特奥相似的蛋白质，而福特奥通常是通过注射来吸收的。

耶茨正在培育不同品种的植物，并选择产生蛋白质最多的品种，以最大限度地提高产量。根据它现在的产量，莴苣必须被碾碎和净化，以提供足够的药物。但在这个项目的未来版本中，“你也许可以简单地吃掉植物，”他说。这种激素经过基因调整，更容易被人类吸收，但耶茨仍需要确保它是完全安全的，然后才试图喂给人类。

“我认为这是一个绝妙的概念，”德克萨斯农工大学(TexasAMUniversity)的生理学家苏珊·布卢姆菲尔德(SusanBloomfield)说。她研究过微重力对骨密度的影响，没有参与莴苣项目。布卢姆菲尔德说，让口服药物通过酸性胃是“任何药物的关键挑战”，而食用药物必须克服这一挑战。

耶茨说，通过更多的研究，研究人员可能会找到一种更简单的方法来管理这种激素，同时仍能得到它的好处。

我们的身体不断地沉积新的骨骼物质来修复和构建骨骼，同时骨骼物质也被重新吸收回我们的血液中。但在太空中，微重力破坏了这种平衡。布卢姆菲尔德说，大多数中年人在微重力环境下骨密度很快就会下降。她说，尽管锻炼、补充维生素D和良好的营养显著减缓了这一过程，但无论宇航员每天摄入多少铁，骨质流失都是不可避免的。

甲状旁腺激素有助于骨骼更快重建，尽管它不能直接防止骨质流失。布鲁姆菲尔德说，在微重力条件下，骨形成的速度会变慢，但骨质流失的速度加快才是更大的问题，因此未来的研究需要弄清楚，在微重力条件下，多大量的甲状旁腺激素能起到作用。

耶茨说，这项技术不仅仅在太空中有用。它还可能在地球上起作用，特别是在资源匮乏的地区，以更好、更便宜的方式生产药物。例如，Medicago公司已经在植物中种植COVID-19疫苗材料。

耶茨研究的下一步是验证这种植物生长的蛋白质“表现得像我们预期的那样”，并弄清楚它对人类是否安全有效。耶茨说，他希望研究人员将有机会尝试在微重力条件下种植这种植物。

布卢姆菲尔德还说，研究小组需要“尝试吃生菜的动物模型”，看看这种方式能吸收多少蛋白质。也许兔子会是第一个品尝这生菜的。