◎凌啟渝

菠菜葉上培育心臟組織

◎凌啟渝

如果我問(wèn)，菠菜葉和人體的心臟組織有什么相似之處，你可能要手搭我額頭，看有沒(méi)有發(fā)燒。

美國(guó)伍斯特理工大學(xué)研究人員不這樣想，他們發(fā)現(xiàn)兩者有驚人相似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)管道。比如，管道都是錐形的，菜葉的分支網(wǎng)絡(luò)布局就像人類心血管系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的模樣；它們也都具有各種功能的組織結(jié)構(gòu)。盡管兩者以根本不同的方法輸送氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和器官生長(zhǎng)所必需的分子，但是否能巧借兩者管道的相似性，用葉子來(lái)培養(yǎng)人的心臟組織呢？

盡管三維打印技術(shù)在組織工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但實(shí)驗(yàn)室制造器官只是理論上的突破，因?yàn)檫€不能復(fù)制支持組織生長(zhǎng)所需的細(xì)胞運(yùn)輸系統(tǒng)。而在移植器官的供給遠(yuǎn)不能滿足需求的當(dāng)下，這是個(gè)值得研究的課題。

植物細(xì)胞壁主要成分之一的纖維素，具有生物相容性，廣泛應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)的諸多領(lǐng)域，如軟骨組織工程、骨組織工程和傷口愈合。研究人員因此希望能用植物建個(gè)血管系統(tǒng)，將血液輸送到實(shí)驗(yàn)室培育的器官中。

嘗試的第一步，團(tuán)隊(duì)必須確認(rèn)心臟細(xì)胞能附著并停留在植物葉片上。

他們選擇菠菜作為研究的模型物種，因?yàn)槠淙~片來(lái)源豐富，莖的直徑、葉脈管網(wǎng)分布和密度都合適。首先，借助脫細(xì)胞術(shù)去除菠菜葉中的植物細(xì)胞。說(shuō)白了就是往葉脈里灌注溶液，沖走葉片上的細(xì)胞。研究者喬舒亞·蓋希萊克說(shuō)：“我做過(guò)人心臟的脫細(xì)胞術(shù)，菠菜葉的莖讓我聯(lián)想到主動(dòng)脈。一開始不確定它行，但結(jié)果是理想的，相當(dāng)簡(jiǎn)單，并可重復(fù)?！睘榇_保脫細(xì)胞菠菜葉的管道能支持人血細(xì)胞的流動(dòng)，研究人員先用亞氯酸鈉液體帶上大小類似于菠菜管道內(nèi)細(xì)胞的微粒灌注，以后再注入人類血管細(xì)胞。結(jié)果是，人類細(xì)胞能附著在葉子上，還能在21天時(shí)間內(nèi)可收縮。它們看上去像心血管細(xì)胞，動(dòng)作也像。

研究人員還成功地為其他植物脫細(xì)胞，這可能為研究特定的器官開路。菠菜葉可能更適合血管化的組織，如心臟；圓柱形空心結(jié)構(gòu)的鳳仙花莖可能更適合于動(dòng)脈移植；而木質(zhì)的血管柱因其強(qiáng)度和形狀可用于骨工程。

研究人員說(shuō)：“利用植物組織支架的良性化學(xué)性狀，有望解決合成復(fù)合材料的諸多限制，降低其高成本。人有豐富的種植經(jīng)驗(yàn)，控制好環(huán)境使植物茁壯生長(zhǎng)不難。選擇環(huán)保的植物組織，采用基于灌注的脫細(xì)胞處理，我們可能有可持續(xù)的解決方案，生成預(yù)置血管的組織工程支架?！?/p>

郝景田摘自《新民晚報(bào)》圖/付業(yè)興