强制受精小说
很多科幻小说和电影——远到星际的《沙丘》和《星际迷航》，近到尽可能的《三体》——都饶有兴趣地描述了人类在太空生活的各种画面。在层出不穷的著作中，很多作者例行公事地认为物理是人类航行宇宙或移居其他星球的制约因素。目前人类还没有足够的理论和技术来支撑人类进行漫长的宇宙。
事实上，即使我们突破了这些物理瓶颈，建造了超光速飞船，学会了使用虫洞和睡眠系统，解决了谁该登上飞船，谁该留在地面的问题，我们也满心欢喜，在准备起航的时候等待着我们。也许还是一盆冷水——老鼠什么的创造者会嘲讽我们:
脆弱的人类，谁说没有地球也能繁衍后代？
短暂的太空历史告诉我们，太空不是地球人类的天堂。经历过微重力的航天员会遇到各种生理指标的变化——肌肉萎缩、骨骼退化、体液重新分配(即重力降低导致的体液从下半身到上半身的重新分配)，甚至颅内压升高导致的视觉障碍。太空辐射还会损害人体免疫系统，增加癌症和阿尔茨海默病的发病率[1-2]。从这个角度来看，长期的星际旅行会对人类产生深远的负面影响。
那么，人类胚胎在太空中能正常发育吗？实验研究表明，微重力可以显著影响人体各种组织的发育或干细胞的分化[3-5]。所以，太空中的人工行动能否成功，并不是可以轻易预测的事情。作为对太空生育的探索，美俄先后以小鼠为模型进行动物实验；然而，在漫长的进化过程中，人类胚胎发育也出现了许多不同于其他动物的特征。例如，与小鼠相比，在胚胎发育的早期，人类胚胎的缺陷率极高。
在体外受精过程中，50-80%的人类胚胎存在严重缺陷，然后在受精后几天内停止发育[6]。所以试管婴儿技术总是需要在众多的受精卵中精挑细选，才能保证怀孕成功。在健康人群中，早期胚胎也可能有很高的缺陷率——因为大多数缺陷胚胎会在一周内停止发育，这样的自然流产往往不被注意[6-7]。相比之下，大多数小鼠的受精卵在之前的细胞分裂中不会出现明显的缺陷。人类和其他实验动物胚胎早期发育的这种巨大差异，可能会限制动物实验结果在人类身上的可移植性。
人类能否在太空无休止地生活，只能靠人类细胞来检验。
因此，不久前进入太空的天舟一号携带了一批人类胚胎干细胞。通过它们，科学家们将初步测试人类在太空中的生育能力。
人胚胎干细胞来源于人类胚胎发育早期的一些细胞。通过增殖和分化，这些细胞最终会发育成整个胎儿。在体外，胚胎干细胞可以在特定的培养条件下几乎无限增殖，同时保持自身特性不变(即干细胞的自我更新特性)。在特定细胞因子的刺激下？胚胎干细胞可以沿着类似体内发育的轨迹一步步分化发育成各种类型的人体细胞[8]。
在天舟一号的这次实验中，人类胚胎干细胞会受到特定信号因子的诱导，分化为原始生殖细胞，即人类生殖细胞的前体细胞。人类胚胎在发育初期会产生极少量的原始生殖细胞，然后增殖并迁移到性腺，在性腺的环境中进一步发育成精子/卵原细胞，并进一步经过减数分裂发育成成熟的生殖细胞。作为这一系列过程的第一步，原始生殖细胞的产生将在胚胎发育的早期完成。只有完成这一步，在太空中发育的人类婴儿才有生育能力，并进一步繁衍后代，子孙无穷。
而天舟一号没有返回舱，返回时所有实验样品都会在大气中燃烧。那么，如何检验胚胎干细胞是否分化为原始生殖细胞呢？
大概最便宜的办法就是送个生物学博士。然而...
负责这项实验的纪研究小组选择了一种更人道的方法:他们开发了一种荧光报告系统，并将2008年获得诺贝尔奖的绿色荧光蛋白GFP嵌入到一个名为VASA的基因中。当细胞表达VASA基因时，荧光蛋白会同时被激活表达，细胞会发出绿色荧光。由于VASA基因只在生殖细胞谱系(即从原始生殖细胞到成熟生殖细胞的所有类型细胞)中表达，而不在胚胎干细胞等其他细胞类型中表达，因此实验中的第一批绿色细胞为原始生殖细胞。与地面同时培养的细胞相比，绿色细胞比例的差异会告诉我们，原始生殖细胞的发育是否会受到太空微重力环境的影响。
下图来自这个荧光报告系统的验证实验。图中细胞的DNA被染成蓝色，VASA的荧光是绿色。天舟一号的实验中，最初的胚胎干细胞都是没有绿色荧光的细胞(类似图中第一行)。在接下来的几天里，含有特定信号因子的培养基将逐渐诱导胚胎干细胞分化——如果分化诱导成功，我们将有望看到一些发出绿色荧光的原始生殖细胞(类似于图中的细胞)
如果人类胚胎干细胞能够在太空中成功分化为原始生殖细胞，我们也可以利用这种荧光报告系统，进一步探索在太空零重力条件下是否可以获得更成熟的生殖细胞，如精子/卵原细胞，甚至精子和卵子。生命始于精子和卵子的结合。人类只有在太空中能够产生成熟的生殖细胞，才有能力在太空中继续自己的种族。太空富饶的探索也是人类迈向深空的重要一步。(编辑:明天)
图片来源:123RF
参考资料:喀纳斯，尼克和迪特里希·曼泽。"人类适应太空飞行的基本问题."太空精神病学和精神病学(2008): 15-48。太空辐射危害与太空探索的远景:2005年10月冬青节会议报告。空间天气5.2 (2007)。布拉达曼特，s，巴伦吉，l。迈尔，J. (2014)。干细胞走向未来:太空挑战。生活。尤格，l，卡久梅，t。h . tahara(2006年)。微重力增强干细胞增殖，同时维持分化能力。干细胞与发育。Zayzafoon，m .，Gathings，W. E .，& amp麦克唐纳博士(2004年)。模拟微重力抑制人类间充质干细胞的成骨分化并增加脂肪生成。内分泌学。王，C. C .，洛克，K. E .，博赛特，N. L .，& amp贝尔，B. (2010)。在胚胎基因组激活前对人类胚胎的非侵入性成像可预测胚泡阶段的发育。大自然。Chavez，S. L .，Loewke，K. E .，Han，j .，Moussavi，f .，Colls，p .，Munne，s .，等人(2012)。动态卵裂球行为反映了人类胚胎在四细胞阶段的倍性。自然通讯。默里，首席执行官。凯勒，G. (2008年)。胚胎干细胞向临床相关人群的分化:胚胎发育的教训。细胞。Kee，k .，Angeles，V. T .，Flores，m .，Nguyen，H. N .，& amp佩拉河(2009年)。人类DAZL、DAZ和BOULE基因调节原始生殖细胞和单倍体配子的形成。大自然。