當我還在說「玻璃心」的時候，科學家們已經在做「菠菜心」了

最近，美國的研究人員發論文說他們用菠菜葉做出了功能良好的人體心臟組織。

為了解決捐助器官長期的短缺問題，科學家一直致力於在實驗室里「種植」各種組織甚至整個器官。但是培養一堆細胞只是解決方案的一部分，如果沒有恆定的血液供應，它們根本就不會茁壯成長。

所以，血管就變得非常重要，傳輸組織樣本生長所需的氧氣和營養都得靠它們。可是，建立脈管系統又是非常困難的，特別是那些只有5到10微米寬的毛細血管。

心臟血管的3D CT數據。圖片來源：Mark Riccio, Flavio Fenton

有沒有更簡便的方法構建血管網？

伍斯特理工學院（WPI）的科學家領導的團隊想到了植物的維管束。

科學家們在報告中指出：「植物和動物用完全不同的方法來輸送液體、化學物質和大分子，但是在血管網路結構方面卻有驚人的相似之處。」

哺乳動物的血管網路與植物的維管網路的對比。圖片來源：Joshua R. Gershlak et al.

植物中的纖維素是構建生物樣本好材料。它不但與生物組織相容，並且十分便宜易得。做這項研究所用的菠菜，就是科學家們在當地市場上買來的。

為了獲得菠菜的精細維管結構，團隊對葉子進行了脫細胞化處理。

菠菜葉脫細胞化的過程。圖片來源：Joshua R. Gershlak et al.

「我以前對人類心臟做過脫細胞化工作。當我看著菠菜葉時，它的莖讓我想起了主動脈。」首席研究員Joshua Gershlak說，「所以我想，我們直接向植物莖灌注唄。」

於是葉子們就有了這樣的待遇。圖片來源：WPI

「我們之前也不確定它會奏效，但事實證明這樣做很容易並且是可行的，而且在許多其他植物中也同樣可行。」他說。他們還期望通過進一步的研究，選擇不同植物來製備不同的組織，例如，木材的結構就可能在骨骼工程中有用。

小夥子Joshua Gershlak一談到這些厲害的菠菜葉就很興奮。圖片來源：WPI

後來，研究人員將心肌細胞接種到菠菜葉的葉脈上。他們興奮地看到，在幾天之內，心臟細胞就像在人體組織中一樣地開始自發收縮了。

在菠菜葉上自發收縮的心肌細胞。圖片來源：WPI

Gershlak說：「我們已經有了這種包含維管網路的平且薄的組織，所以我們應該能夠通過疊加多個葉子來創建一個心臟組織。」

WPI實驗室的科學家希望這些葉子有朝一日能幫助到需要心臟組織移植的患者。圖片來源:WPI

心臟組織移植對於心臟病發作後造成的收縮受損的心臟組織的患者是有非常用的。不過，到目前為止，這項研究只是一個概念驗證。

團隊仍在探索如何將其與活人的人體組織結合在一起。植物的維管系統如何融入人類血管系統，以及這個過程是否會引發免疫反應。還是未知之數。但是他們對此仍保持樂觀：「能夠將像菠菜葉一樣簡單的東西變成一種有血液流經的組織，真的非常令人興奮，我們希望它會在該領域取得重大進展。」

這已經不是科學家第一次利用植物研究組織培養了——加拿大渥太華大學的Pelling實驗室去年的項目「蘋果切片上長人類耳朵」就成過頭條新聞。

用蘋果切片培養人類耳朵的研究者Andrew Pelling。圖片來源：TED

而且利用植物系統內部做研究的也不光是組織學家，之前研究人員曾成功地種植出了一個「賽博格玫瑰」，它的莖葉內部被變成了電路網。

導電植物。圖片來源：Eliot Gomez/Link?ping University

此外，使用菠菜也不是創建人體組織血管網路的唯一方法，科學家一直在研究使用3D列印來創建血管，並且取得了一定的成功。

3D列印的血管。圖片來源：guardianlv.com

時間會證明哪些方法在實驗室外是最實用的，但無論如何，這絕對是一個令人期待的領域。

信息來源：

https://www.youtube.com/watch?v=6iUrxGo9gZs

https://www.newscientist.com/article/dn28528-cyborg-rose-has-electric-circuits-running-through-polymer-veins/

http://guardianlv.com/2014/07/scientists-can-now-3d-print-working-blood-vessels/

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