原创《菠菜叶上培育心脏组织》
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◎凌启渝
如果我问,菠菜叶和人体的心脏组织有什么相似之处,你可能要手搭我额头,看有没有发烧.
美国伍斯特理工大学研究人员不这样想,他们发现两者有惊人相似的网络结构管道.比如,管道都是锥形的,菜叶的分支网络布局就像人类心血管系统中发现的模样；它们也都具有各种功能的组织结构.尽管两者以根本不同的方法输送氧气、营养物质和器官生长所必需的分子,但是否能巧借两者管道的相似性,用叶子来培养人的心脏组织呢？
尽管三维打印技术在组织工程领域得到广泛应用,但实验室制造器官只是理论上的突破,因为还不能复制支持组织生长所需的细胞运输系统.而在移植器官的供给远不能满足需求的当下,这是个值得研究的课题.
植物细胞壁主要成分之一的纤维素,具有生物相容性,广泛应用于再生医学的诸多领域,如软骨组织工程、骨组织工程和伤口愈合.研究人员因此希望能用植物建个血管系统,将血液输送到实验室培育的器官中.
尝试的第一步,团队必须确认心脏细胞能附着并停留在植物叶片上.
他们选择菠菜作为研究的模型物种,因为其叶片来源丰富,茎的直径、叶脉管网分布和密度都合适.首先,借助脱细胞术去除菠菜叶中的植物细胞.说白了就是往叶脉里灌注溶液,冲走叶片上的细胞.研究者乔舒亚·盖希莱克说：“我做过人心脏的脱细胞术,菠菜叶的茎让我联想到主动脉.一开始不确定它行,但结果是理想的,相当简单,并可重复.”为确保脱细胞菠菜叶的管道能支持人血细胞的流动,研究人员先用亚氯酸钠液体带上大小类似于菠菜管道内细胞的微粒灌注,以后再注入人类血管细胞.结果是,人类细胞能附着在叶子上,还能在21天时间内可收缩.它们看上去像心血管细胞,动作也像.
研究人员还成功地为其他植物脱细胞,这可能为研究特定的器官开路.菠菜叶可能更适合血管化的组织,如心脏；圆柱形空心结构的凤仙花茎可能更适合于动脉移植；而木质的血管柱因其强度和形状可用于骨工程.
研究人员说：“利用植物组织支架的良性化学性状,有望解决合成复合材料的诸多限制,降低其高成本.人有丰富的种植经验,控制好环境使植物茁壮生长不难.选择环保的植物组织,采用基于灌注的脱细胞处理,我们可能有可持续的解决方案,生成预置血管的组织工程支架.”
郝景田摘自《新民晚报》图/付业兴
心脏论文参考资料：
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