研究方向简介
空间环境极其复杂，具有高真空、微重力和强辐射等特点，对生物体可以造成不同程度的损伤，其生物学效应一直是科学家们关注的问题。空间环境对人类航天活动的主要影响因素是持续存在的微重力和不同来源的宇宙辐射。空间飞行可导致心血管功能障碍、骨质丢失、肌肉萎缩、免疫功能下降、空间运动病等多种生理及病理变化，持续存在的微重力环境可以引起细胞形态、细胞诱导分化、细胞增殖能力、细胞内信号转导等方面的改变。以上诸方面改变的机理尚不明确。随着我国载人航天工程的实施，长期飞行的潜在危害已成为航天科学家们主要关注的问题之一。飞行器在轨飞行期间一直处于微重力状态下，因此全面认识微重力状态影响增殖期细胞力学感受系统的变化，探讨微重力效应与细胞衰老和不正常增殖的机制，将为正确认识航天员的生存健康、高致癌风险、衰老及寿命提供理论依据。
空间生物学和航天医学研究组，从1996年开始以模式植物水稻为材料，连续考察空间诱变早期世代性状的遗传变异特点，对空间环境诱发的稳定性状进行了初步的分子标记定位；同时进行地面的γ辐照和利用加速器辐射模拟空间环境的重离子效应，考察了诱变当代的总生理损伤、细胞学效应和二代的诱变效应，比较了不同诱变因素对植物种子的诱变敏感性，剖析了空间环境诱变敏感性的遗传基础，分析了空间环境引起水稻种子遗传变异的特点和主要诱因。2007年后研究组以哺乳动物模式细胞为材料，用低剂量γ射线辐照模拟空间低剂量辐射，用回转器模拟微重力效应，分析了低剂量累加辐射及模拟微重力效应对模式细胞染色体的损伤和修复情况。目前本研究组集中研究模拟微重力效应对细胞染色体不稳定性影响的机制，包括模拟微重力效应对细胞骨架系统、细胞增殖、纺锤体结构、染色体脆性位点表达、细胞周期检验点蛋白表达的影响等问题。
研究结果表明，回转模拟微重力效应培养人骨肉瘤细胞和成骨细胞72小时后，发现模拟微重力效应可以影响人骨肉瘤细胞和成骨细胞纺锤体微管的结构、促进多中心体和多极纺锤体的形成，并通过上调细胞周期检验点蛋白表达，引起细胞周期阻滞。以上研究结果阐明了模拟微重力条件下增殖期细胞纺锤体结构变化、细胞周期检验点蛋白表达改变与细胞增殖抑制的关系，揭示了微重力引起细胞增殖抑制的形态学基础和分子机制。而以人外周血淋巴细胞为材料，发现模拟微重力效应对人外周血淋巴细胞的染色体数目没有影响，但增强了染色体脆性位点的表达，且DNA复制和DNA修复相关基因表达改变。该研究结果揭示了模拟微重力通过抑制DNA的合成和降低DNA修复能力来增强染色体结构不稳定性的机制。
研究成果
在本领域里主持国家自然科学基金、国家863、国防科工委民用航天预研、黑龙江省自然科学基金、航天医学基础与应用国家重点实验室开放基金、校科研创新基金等项目。在相关领域发表文章二十余篇，获国家高校科技进步二等奖1项，培育高产新品种1个。研究成果主要发表在《PLoS ONE》、《Advances in Space Research》、《Journal of Radiation Research》、《Micorgraviy Science and Technology》等期刊。主要论文目论如下：
1. Experimental Study on Effect of Simulated Microgravity on Structural Chromosome Instability of Human Peripheral Blood Lymphocytes. Lijun Wei1, Chuanpeng Liu, Li Kang, Yufeng Liu, Shuliang Shi, Qiong Wu, Yu Li. PLoS ONE. 2014, 9(6): e100595, 1-12.
2. Simple sequence repeat markers reveal multiple loci governing grain-size variations in a japonica rice (Oryza sativa L.) mutant induced by cosmic radiation during space flight. Junmin Wang, Lijun Wei, Tianqing Zheng, Xiuqin Zhao, Jauhar Ali, Jianlong Xu, Zhikang Li. Euphytica, 2014,196(2):225-236.
3. Effect of change in spindle structure on proliferation inhibition of osteosarcoma cells and osteoblast under simulated microgravity during incubation in rotating bioreactor. Lijun Wei , Yan Diao, Jing Qi, Alexander Khokhlov, Hui Feng, Xing Yan, Yu Li. PLoS ONE. 2013, 8(10):e76710,1-15.
4. Synergistic Effects of Incubation in Rotating Bioreactors and Cumulative Low Dose 60Co γ -ray Irradiation on Human Immortal Lymphoblastoid Cells. Lijun Wei, Fang Han, Lei Yue, Hongxia Zheng, Dan Yu, Xiaohuan Ma, Huifang Cheng, Yu Li. Microgravity Sci. Technol. 2012, 24:335�344.
5. Analysis of cytogenetic damage in rice seeds induced by energetic heavy ions on-ground and after spaceflight. Wei Lijun，Yang Qian，Xia Hongmei, et al. Journal of Radiation Research，2006,47(3-4):273-278.
6. Cytological Effects of Space Environment on Different Genotype Rice. Wei Lijun，Yang Qian，Qian Yu, et al. Journal of Beijing Institute of Technology (English Edition), 2007,16(2):220-225.
7. Characteristics of phenotype and genetic mutations in rice after spaceflight. Advances in space research. Yu Xin，Wu Hong, Wei Lijun，et al. 2007, 40:528-534.
8. Heavy genetic load associated with the subspecific differentiation of japonica rice(Oryza sativa ssp. japonica L.) Xu Jianlong Wang Iunmin, Sun Yeqing, Wei Lijun，et al. Journal of Experimental Botany. 2006, 57(11):2815-2824.
9. 空间诱变水稻多蘖矮突变体不同分蘖期蛋白质组研究。王巍,魏力军,王俊敏,徐建龙,孙野青. 核农学报,2011,25(3):405-415.
10. 空间辐射对植物的诱变效应. 魏力军，钱宇，孙野青. 黑龙江农业科学，2009(4):1-6.
11. γ辐照与模拟微重力效应对大鼠终末分化PC12细胞损伤的研究. 马晓环,魏力军,郑红霞,颜兴,李钰. 现代生物医学进展,2008,8(12): 2204-2207.
12. 水稻空间搭载与地面γ辐照诱变效应的比较研究. 魏力军,王俊敏,杨谦等.中国农业科学,2006,39(7):1306-1312.
13．空间环境和地面γ辐照对水稻诱变的差异. 王俊敏,徐建龙,魏力军等. 作物学报,2006,32(7):1006-1010.
