宇航员在太空中经历的生理变化之一是骨密度的丧失。现在，研究人员报告说，太空中肠道微生物组的变化可能与这种骨质流失有关。研究结果表明，在国际空间站呆了一个月或更长时间的啮齿类动物的微生物群发生了改变，并且变得更加多样化。此外，当宿主在太空中时增加的细菌种类可能有助于增加已知影响骨重塑过程的分子的产生。“这只是另一个生动的例子，展示了微生物组和哺乳动物宿主之间的动态相互作用。肠道微生物群不断监测并做出反应，当你暴露在微重力下时也是如此，”福赛思研究所首席执行官史文元博士说。“我们还没有弄清楚微生物组的变化与微重力下观察到的骨质流失之间是否存在因果关系，以及这是否只是一个后果或一种主动补偿来缓解，但数据令人鼓舞，并为探索创造了新的途径”。

这项工作发表在CellReports的文章中，“特定宿主代谢物和肠道微生物组的改变与太空飞行期间的骨质流失有关。”

最近的研究表明，肠道微生物可能通过各种机制影响骨重塑，包括与免疫和激素系统的相互作用。此外，微生物产生的一些代谢物与负责骨重塑的细胞间接相互作用。

为了研究微生物组在长时间暴露于微重力时如何变化，并调查这些变化与骨密度之间可能存在的联系，研究人员将20只啮齿动物送往国际空间站。4.5周后，其中10只啮齿动物活着返回地球，研究人员追踪了它们的微生物群在返回后如何恢复。其余10只太空啮齿动物在轨道上停留了总共九周。二十只“地面控制”啮齿动物被安置在地球上相同的条件下——尽管没有微重力。该团队对不同时期的微生物群落进行了表征和比较：发射前、返回地球后和研究结束时。他们还评估了暴露在微重力下整整九周的太空啮齿动物的血清代谢物的变化。

施说：“这是美国宇航局历史上第一次将啮齿动物活着带回地球。”“这意味着我们能够收集有关太空变化的信息，然后监测他们返回时微生物组的恢复情况。好消息是，尽管微生物组在太空中发生了变化，但这些变化在返回地球后似乎不会持续存在。”

当研究小组对太空和地面控制啮齿动物的肠道微生物组进行表征和比较时，他们发现太空啮齿动物的肠道微生物组更加多样化。两种类型的细菌——乳酸菌和多雷亚菌——在暴露于微重力的啮齿动物中含量要高得多，而且在太空中呆了9周的啮齿动物中，它们的丰度甚至更高，而在太空中待4.5周的啮齿动物中，它们的丰度甚至更高。这两种细菌的​​新陈代谢也可能导致检测到的与微重力暴露相关的代谢物升高。

“当我们绘制乳杆菌和Dorea的遗传途径时，它们似乎与微重力暴露期间升高的代谢物一致，”JosephK.Bedree博士说，他在加州大学洛杉矶分校期间开始了这项工作，并在福赛斯研究所继续进行这项工作。“当某人处于微重力状态并经历骨质流失时，他们的身体会尝试进行补偿，并且体内的生物系统也会这样做，这是有道理的，但我们需要进行更多的机制研究来真正验证这些假设。”

可能影响啮齿动物在太空中微生物组变化的一个非微重力因素是它们无法进行食粪，这是一种正常的啮齿动物行为，它们吃自己的粪便，从而将微生物重新引入肠道。然而，4.5周后从太空返回的啮齿动物能够在返回后进行食粪，这可能有助于其微生物组的恢复。

虽然这项研究揭示了微生物组在太空旅行期间如何变化，但作者表示，还需要做更多的工作来了解微生物组和骨密度之间可能的联系。他们计划在地球上继续研究。

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