科學家玩「跨界」？用菠菜葉培育出「心臟組織」

需要器官移植的人要比器官捐贈者要多得多。僅在美國，每時每刻都有超過10萬名的患者在等待一個器官。平均每天有22人在等待一個器官或組織的過程中死亡。目前，科學家們正在實驗室中緊鑼密鼓地開發培育器官的方法，使其能夠用於急需器官捐贈的患者。過去，人類某些組織已經在實驗室成功培育。但是，一個主要的瓶頸是完整的組織或器官需要一個循環系統，才能夠將血液和營養物質運輸到正在發育的組織中。如果沒有循環系統，那麼移植的器官就僅限於非常小的尺寸。

血管的網路非常複雜，以至於不能將其生物工程化，甚至不能進行3D列印。一個多學科的研究團隊將關注點聚焦到了植物，更具體地說是菠菜。他們希望通過菠菜來解決這個問題。當然，儘管植物和動物有著截然不同的液體、大分子物質運輸方式，但令人驚訝的是，他們在導管網路結構上是非常相似的。

人類血管和植物葉脈都擁有分支結構設計，並且剝離植物細胞的葉脈可用作人類心臟細胞的支架。事實上，研究人員已經能夠成功地使用脫細胞菠菜葉來培養能夠跳動的心臟細胞。

葉脈分支結構與人類血管相似（如下圖）

這是怎麼做到的？！

研究人員使用一種洗滌劑去除了菠菜葉的所有植物細胞，纖維素形成的管狀結構仍完好無損。纖維素非常適合人體，能夠促進傷口癒合。這個結構可用作人類心臟細胞生長的支架。這些心臟細胞非常健康，能夠跳動並且可以處理鈣質。研究人員通過葉脈使液體和與人類血液細胞尺寸相近的微珠傳輸流動，，以及在葉脈處培養形成人類血管的細胞。未來，使用更多菠菜葉子用來促進不同層健康心臟肌肉的生長，使心臟病患者免受疾病困擾。一些葉子可以用作動脈，一些用作靜脈。

7天剝離菠菜葉細胞的全過程

未來方向

科學家已經開發出一種能高效去除菠菜葉子細胞的洗滌劑葉脈灌注方法。這種方法對其它植物同樣有效。也就是說，其他脫細胞植物也能夠用於各種人類組織的生長，例如芹菜、青蒿、花生的根須等。不同類型的植物可能更適合不同類型組織的生長。例如菠菜葉可能更適合血管豐富的人體組織生長，就比如心臟。鳳仙花的圓柱形的空心桿則更適合於動脈。木頭因其強度和幾何構造可用於骨頭的生長。

這種植物支架的另一好處就是更加廉價，並且比合成材料更加環保。它可以由患者自身的細胞組成，使其兼容性更好。但現在還沒確定移植器官如何集成到人類循環系統，以及是否會產生免疫反應。在其用於實際移植之前，仍有許多工作要做。但無論如何，人類和植物生物學的創造性融合是科學領域的新篇章。