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太空站:來自數百公里外的抗癌新希望

STS-129 Shuttle Mission Imagery 來源:NASA

STS-129 Shuttle Mission Imagery
來源:NASA

離開地球表面

治療癌症的解方在哪裡?或許答案不在這地球上,而是在外太空的太空站!太空站環境所承受的地心引力比地球少一千到一百萬倍,我們稱之為微重力(Microgravity)。在這樣特殊的環境下,科學家可以更精確的觀測與了解疾病細胞結構並改進治療的方式。

擺脫重力

從1970年代蘇聯創建了第一個太空站開始,科學家便發現微重力是一個絕佳研究細胞習性的平台。在地球上研究細胞時,我們受地心引力的限制,所以只能將細胞攤平培養。可是在太空微重力環境下的細胞,會以立體三維的球型方式成長,而這正也是最接近體內細胞的生長方式。

在更精確的模擬情況下,科學家發現細胞的成長方式、形狀、激活的因子,還有生產出來的蛋白質,都與地球培養的不一樣。由多個機構一起合作一項名為Cellbox Thyroid的實驗,便是研究在微重力狀態下,癌症細胞球所呈現的狀構造以及成長方式。

相關的實驗還不只這些。自2003起,日本JAXA已經著手進行蛋白質結晶的研究,而實驗中新發現的H-PGDS蛋白質對治療肌肉萎縮症有明顯的療效。而丹麥Aarhus大學的SIMBOX實驗則發現,某些腫瘤在微重力的環境下就不具那麼強大的侵害力

化危機為轉機

在大氣層的保護下,生活在地球表面的人類可以免於宇宙射線的侵擾。可是在太空環境中,太空人卻要面對宇宙射線Gamma跟X光的照射。這些短波輻射會對太空人的健康造成潛在的危機,DNA會因不同長度的電波而出現不同的變異。NASA的Micro-7團隊正在研究microRNA的修復機能會不會受到微重力環境的影響。此外,以老鼠為研究媒介的Embryo Rad實驗,則是在觀察動物長期暴露在輻射中的對後代影響。

機器人外科醫生

太空人在機械手臂Canadarm2上作業的情形 來源:NASA

太空人在機械手臂Canadarm2上作業的情形
來源:NASA

除了環境的影響之外,太空站的機械手臂技術也能應用在治療癌症的醫療器材上。科學家和工程師根據太空站的機械技術開發出了neuroArm。配合MRI核磁共振的技術,neuroArm可以在遠端重建手術當下的觸覺、聽覺與視覺(超級精彩的實況影片點這裡),使機械技術的精準性能和人腦的執行力合而為一。

(譯/古育瑄 林秉均)

參考資料:

Nola Taylor Redd.How Space Station Tech Is Helping the Fight Against Cancer SPACE.com , Dec 16, 2014

關於作者

活躍星系核

活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。