◎凌啟渝

菠菜葉上培育心臟組織

◎凌啟渝

如果我問，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，看有沒有發(fā)燒。

美國伍斯特理工大學(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、營養(yǎng)物質(zhì)和器官生長所必需的分子，但是否能巧借兩者管道的相似性，用葉子來培養(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，但實驗室制造器官只是理論上的突破，因為還不能復(fù)制支持組織生長所需的細胞運輸系統(tǒng)。而在移植器官的供給遠不能滿足需求的當下，這是個值得研究的課題。

植物細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血管系統(tǒng)，將血液輸送到實驗室培育的器官中。

嘗試的第一步，團隊必須確認心臟細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，因為其葉片來源豐富，莖的直徑、葉脈管網(wǎng)分布和密度都合適。首先，借助脫細胞術(shù)去除菠菜葉中的植物細胞。說白了就是往葉脈里灌注溶液，沖走葉片上的細胞。研究者喬舒亞·蓋希萊克說：“我做過人心臟的脫細胞術(shù)，菠菜葉的莖讓我聯(lián)想到主動脈。一開始不確定它行，但結(jié)果是理想的，相當簡單，并可重復(fù)。”為確保脫細胞菠菜葉的管道能支持人血細胞的流動，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)細胞的微粒灌注，以后再注入人類血管細胞。結(jié)果是，人類細胞能附著在葉子上，還能在21天時間內(nèi)可收縮。它們看上去像心血管細胞，動作也像。

研究人員還成功地為其他植物脫細胞，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脈移植；而木質(zhì)的血管柱因其強度和形狀可用于骨工程。

研究人員說：“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，控制好環(huán)境使植物茁壯生長不難。選擇環(huán)保的植物組織，采用基于灌注的脫細胞處理，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》圖/付業(yè)興