NASA的阿尔忒弥斯二号任务正在前往月球的途中，其搭载的一项名为AVATAR（虚拟宇航员组织模拟反应）的先驱性实验，将利用“芯片上的器官”技术，揭示深空辐射和微重力环境对人体细胞的影响。这项研究的结果有望帮助NASA未来为宇航员创建个性化的医疗包，从而变革太空医学。

在宇航员能够安全执行长期的月球及更远深空探索任务之前，科学家需要更好地了解辐射和微重力对人体的影响。阿尔忒弥斯二号任务搭载的AVATAR实验，使用了约U盘大小、内衬活体人类细胞的微流体设备来模拟不同的人体器官。由于可以在芯片上培养特定个体的细胞，它们甚至可以模拟特定人的器官。

这些“芯片上的器官”系统已在国际空间站的近地轨道上成功测试和研究，但阿尔忒弥斯二号正在飞越远超于此的距离。因此，AVATAR可以揭示月球周围的辐射和微重力环境如何影响身体，这一发现将为NASA未来的深空探索提供关键信息。

个性化医疗与深空探索

NASA艾姆斯研究中心科学理事会代理主任表示，随着越来越多机组人员进入太空，这项技术将是一个巨大的进步。“质量总是一个关键因素。我们不可能带上所有存在的药物，没有足够的运载能力。因此，拥有确切知道需要携带什么药物的能力极其重要。”

由于芯片体积小，未来的月球任务可能能够在相同的空间内进行更多的科学实验，未来的医疗包也可能比现在宇航员使用的更加精简。

技术原理与未来展望

“芯片上的器官”使科学家能够使用真实的人类细胞进行研究和测试药物及疫苗、模拟疾病进展以及绘制微生物相互作用图，这是用动物测试不可能或难以实现的（尽管动物模型对某些医学研究仍然至关重要）。

阿尔忒弥斯二号飞船上的AVATAR芯片包含来自宇航员的骨髓细胞，并与留在地球上的一组芯片相匹配。当太空芯片返回地球后，研究人员将使用单细胞RNA测序来测量细胞内基因水平的变化，以前所未有的细节追踪远距离太空飞行的效应。

该技术的发明者表示，未来研究中“我们有可能飞行大量的器官芯片，并对芯片进行仪器化，以便在实际飞行过程中获得实时成像和功能读数。”他说，看着这项技术进入太空感觉很棒，他从小观看NASA的飞行，并在很大程度上受到当时美国探索热潮的启发而进入科学领域。

参考文献

Ingber, D. et al. (2026). AVATAR: Organs-on-a-chip in deep space. NASA Biological and Physical Sciences Division. 阿尔忒弥斯二号任务于2026年4月发射，搭载了AVATAR实验。该实验由NASA生物与物理科学部主任Lisa Carnell领导，哈佛大学威斯生物启发工程研究所的Donald Ingber实验室提供了芯片技术。研究将通过单细胞RNA测序分析太空飞行前后细胞基因表达的变化。