菠菜葉上培育心臟組織

◎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，看有沒有發燒。

美國伍斯特理工大學研究人員不這樣想，他們發現兩者有驚人相似的網絡結構管道。比如，管道都是錐形的，菜葉的分支網絡布局就像人類心血管系統中發現的模樣；它們也都具有各種功能的組織結構。盡管兩者以根本不同的方法輸送氧氣、營養物質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，用葉子來培養人的心臟組織呢？

盡管三維打印技術在組織工程領域得到廣泛應用，但實驗室制造器官只是理論上的突破，因為還不能復制支持組織生長所需的細胞運輸系統。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，廣泛應用于再生醫學的諸多領域，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，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、葉脈管網分布和密度都合適。首先，借助脫細胞術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，菠菜葉的莖讓我聯想到主動脈。一開始不確定它行，但結果是理想的，相當簡單，并可重復。”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細胞的微粒灌注，以后再注入人類血管細胞。結果是，人類細胞能附著在葉子上，還能在21天時間內可收縮。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；圓柱形空心結構的鳳仙花莖可能更適合于動脈移植；而木質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性狀，有望解決合成復合材料的諸多限制，降低其高成本。人有豐富的種植經驗，控制好環境使植物茁壯生長不難。選擇環保的植物組織，采用基于灌注的脫細胞處理，我們可能有可持續的解決方案，生成預置血管的組織工程支架。”

郝景田摘自《新民晚報》圖/付業興