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天高任鱼飞！华南鲤工“鱼航员”，刚刚跟着神舟二十上天了

2025-04-24 17:51

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

神舟二十号飞船发射

今天是第十个“中国航天日”

就在刚刚

神舟二十号载人飞船在酒泉成功发射

此次发射

除了陈冬、陈中瑞、王杰三位宇航员外

6条来自华南“鲤”工医学院的斑马鱼

也一同进入太空

成为名副其实的“鱼航员”

据介绍

这6条斑马鱼将在太空站停留30天以上

完成失重性骨丢失及心肌重塑的

蛋白稳态调控机制研究项目

这也是国际上首次利用

实施基因敲除的斑马鱼开展的在轨实验

这一研究项目由

中国航天员科研训练中心

华南理工大学

中国科学院上海技术物理研究所

共同承担

项目组成员在发射基地合影

（右三为王强教授，左二为华南理工医学院博士生王玉杰，右一为医学院博士生李想）

为什么选择斑马鱼“飞天”？

“飞天”的背后都有什么样的挑战？

这次研究预计会取得什么样的成果？

团队后续还会开展什么研究？

接下来

让我们跟随这一科研项目的负责人

发育生物学专家

华南理工大学医学院王强教授

一起走进此次“飞天”任务

走进华南理工医学院

据王强教授介绍

斑马鱼体长仅4-5厘米

是一种小型的热带淡水鱼

因其基因组和人类基因组

有高达80%以上的相似度

成为微重力环境下

开展生命科学、健康科学、

环境科学研究的理想模式生物

此次进入太空站，我们将重点研究微重力对斑马鱼心血管功能障碍和骨丢失的影响，并探索密闭生态系统中动物、植物和水体环境的相互作用。

小鱼儿大冒险

“鱼航员”有哪些任务？

空间失重给宇航员的

心血管系统、骨骼系统

带来多种潜在损伤风险

失重性骨丢失/心肌重塑

是制约人开展深空探索的重要医学问题

失重性骨丢失/心肌重塑是制约人类深空探索的重要医学问题

2024年

中科院水生生物研究所的科研团队

曾首次将4条斑马鱼送入中国空间站

并实现了全球空间水生生态系统

最长的43天在轨运行记录

同时实现斑马鱼在太空成功产卵

这表明我国研制的水生生态系统的稳定性

蛋白稳态对骨代谢和心脏功能维持发挥关键作用

利用斑马鱼探索人与环境交互适应的稳态

在此基础上，今年

斑马鱼研究重磅升级

6条实验用斑马鱼将返回地面

以用于深入研究航天失重

对高等脊椎动物蛋白稳态的影响

尝试找到帮助对抗航天失重引起的

机体变化的手段和方法

研究过程

1. 理论支持

项目合作者、中国航天员科研训练中心李英贤团队研究发现，wwp1基因编码的蛋白是一个E3 泛素连接酶，主要负责在细胞内降解一些蛋白质，是对抗太空中骨丢失和心肌重塑的一个关键靶点。

经过王强教授团队十余年的研究和地面验证，确认敲除斑马鱼的wwp1基因，能够对抗骨丢失和心肌重塑现象的发生。

2. 实验对象培育

斑马鱼和金鱼藻

使用斑马鱼作为模式生物，将3条野生型斑马鱼和3条wwp1基因敲除型斑马鱼，与6克金鱼藻构建水生生态系统，作为实验对象。

3. 实验流程

小型受控实验单元和上行水生支持装置

实验水生生态系统通过上行水生支持装置乘坐神舟二十号飞船到达中国空间站。

斑马鱼、金鱼藻在轨培养30天，每天自动摄像观察生物状态，自动喂食。

由航天员进行斑马鱼、金鱼藻和水样的在轨回收。

返回后，通过多组学及表型分析，解析实验样本的结构功能变化及机制，研究生物对空间环境响应的变化规律。

“此前由于实验条件的限制

只能在地面开展模拟失重实验

相关现象在空间站上究竟能否得到验证

大家都特别期待”

王强教授表示

斑马鱼返程后

将被用来研究生物体在微重力环境下

对空间环境的响应和变化机制

此外

团队还将利用返回的水样、金鱼藻

探究航天特殊环境对高等动物、

植物与生态系统间稳态的影响

出发前的斑马鱼

通过这些研究，王强教授团队将尝试找到可行的手段和方法，帮助对抗因航天失重引起的机体变化，为航天员健康保障提供科学依据，从而为载人登月以及更远的深空探测提供帮助。同时，研究结果还有望用于针对性开发药物，实现“天为地用”，为长期卧床人群的骨丢失问题提供解决方案。

据介绍

在未来的实验计划中

团队还会将斑马鱼胚胎送到太空

进一步研究微重力条件下

脊椎动物胚胎发育的影响机制

从鱼缸到太空

让斑马鱼游向宇宙的背后

俗话说

“在家千日好，出外一时难”

更何况这一次

斑马鱼要外出的地方是太空？

无论是在地面

还是在空间站里

本次研究都面临着重重挑战

wwp1基因突变体制备难

在制备斑马鱼wwp1基因突变体时

一开始就遇到了困难

团队成员在基地进行样本加载

常规的斑马鱼纯合突变体制备

可能只需要6-8个月

但wwp1基因在斑马鱼基因组中

重复序列较多

很难找到合适的基因打靶位点

为此

团队利用CRISPR/Cas9系统

在斑马鱼胚胎中尝试了

40余条sgRNA和20多对不同的鉴定引物

寻找合适的突变体

用了近1年的时间反复尝试

才完成wwp1突变体的构建

实验样本运送难

实验任务到了进入发射场的关键阶段

如何将实验所需的斑马鱼和金鱼藻样本

从学校安全地带到千里之外的

酒泉卫星发射中心

又成为了一个难题

实验鱼培育饲养

为此

华南理工大学与广铁集团积极沟通

帮助团队将执行本次任务需要的

斑马鱼和金鱼藻样本

通过高铁运送至目的地

保障“鱼航员”及时到岗

得以顺利开展后续工作

斑马鱼样本回收难

在地面研究时

由于重力的作用

对每一条鱼进行麻醉

使用取样器回收样本

并不困难

但在太空站微重力条件下

使用麻醉剂将斑马鱼麻醉并进行回收

却是一个很大的难题

实验装置验收完成

在中国科学院上海技术物理研究所

田清教授的指导下

团队做了大量的实验

反复比较自动回收和手动回收两种方案

最终决定采用手动回收的方式

届时

将由航天员将麻醉剂注入单元中

使用反差镊子取样

为此

团队专门改进了取样口的设计

确保航天员可以顺利完成操作

王强教授与李想、王玉杰合影留念

像上面大大小小的难题

团队经历了很多

最终都一一克服

成功将“鱼航员”们护航上天

天高任“鱼”飞

探秘为“鱼航员”护航的学科实力

滴水穿石，非一日之功

王强说

6条“鱼航员”一飞冲天的背后

有着学校和学院的坚定护航

王强

华南理工大学医学院

二级教授

博士生导师

王强教授长期致力于胚胎发育信号转导的研究，在Nature Cardiovascular Research、Development Cell、Nature Communications、Science Advances、Blood、Cell Research等高水平期刊发表30多篇论文。

承担973及国家重点研发项目6项、国家自然科学基金委项目11项，中国科学院战略性先导科技专项2项，中国载人航天工程办公室空间科学与应用项目1项。

2012年获得教育部自然科学奖二等奖，2017年获北京市自然科学“十二五”期间优秀成果，2020年荣获中国科学院杰出科技成就奖（集体奖）。

担任中国细胞生物学学会常务理事、中国细胞生物学学会发育生物学分会会长、中国动物学会斑马鱼分会常务理事等学术职务。

王强教授部分论文和获奖成果

华南理工大学医学院成立于2014年

依托学校深厚底蕴和综合实力

建立起了由国家高层次人才领衔的师资队伍

建成了“学士、硕士、博士”完整的人才培养体系

走出了一条“有特色、研究型、国际化”的

建设创新之路

形成了独特的“医工结合”模式

2017年

临床医学学科进入国际高水平学科行列

目前

学院进入《医学界》发布的

中国最佳医学院校综合排行榜前50强

高标准实验场地

斑马鱼鱼房

“学校和学院特别重视高水平科研平台的建设”

王强组建起胚胎发育信号转导实验室

以斑马鱼为模式生物

结合细胞生物学、分子生物学、

多组学等技术

研究发育生物学的基本过程。

植物与生态系统间稳态的影响

在学校的支持下

医学院为发育生物学与再生医学团队

提供接近3000平方米的科研实验场地

建有2间斑马鱼鱼房

3间独立的细胞培养间

约10000个斑马鱼养殖缸

能同时养殖300000条成年斑马鱼

可为5-8个课题组

提供相对独立的斑马鱼养殖空间

高水平科研平台

教育部发育与疾病医药基础研究创新中心成立

结合在基础研究和临床医学方面的综合优势

华南理工大学面向人民生命健康

在2023年成立了

教育部发育与疾病医药基础研究创新中心

致力打造具有重大国际影响力的

发育缺陷疾病研究、

应用与转化全链条创新高地

该中心由王强担任负责人，聚焦“胚胎生长发育和组织器官稳态维持”科学前沿，近年来在胚胎发育相关出生缺陷、神经系统疾病等方面取得了重要突破：相关成果在Nature子刊等国际顶尖期刊发表；2024年，牵头获批国家重点研发计划“血管与心脑发育及稳态维持的协同机制”。中心研究成果为相关疾病合理用药提供了重要线索，助力发育缺陷疾病研究与生物医药产业的发展。

高质量交流合作

医学院积极加强

与海内外高水平医学院校交流合作

学院教师坚持科研创新

高水平科研成果不断涌现

参与多项国家、国际重大科研项目攻坚