菠菜不僅對心臟好，還可能成為你心臟的一部分

菠菜不光可以吃，在最新研究中，研究人員成功使菠菜長出了心臟組織。

現在，治療某些疾病或者進行組織器官移植時，需要大量的完整的組織和器官，在以前的研究中，科學家們已經在體外成功培養了一些人體細胞，使之成為一些組織，但對於完整的組織和器官，比如骨骼，肝等，卻無能為力。這其中面臨的一個很大挑戰是——無法建立起組織中的血液系統。

目前的生物工程技術，包括3D列印，只能列印血管的主要干支，不能列印血管的分支網路，比如毛細血管，只有能做出毛細血管，才能傳遞組織生長所需的氧氣、營養物質和其他生命必需的分子，長出完整的組織或器官。

在這個問題上，伍斯特理工學院（WPI）、威斯康星大學麥迪遜分校和阿肯色州立大學瓊斯伯勒大學的多學科研究團隊取得了重大的突破。他們進行了動植物「跨界聯姻」，把植物葉子上的葉肉細胞使用專門的清洗劑去掉，使用留下的葉子脈管系統當作組織的血管支架，並在上面成功培養出了心臟組織，該文章將發表在2017年5月的《Biomaterials》上。

論文作者寫道：」植物和動物利用根本不同的方法來輸送液體、化學物質和大分子，但在血管方面有驚人的相似之處。使用該技術可以開創一個新的學科，來進行植物和動物之間的模仿研究。」

在一系列實驗中，該團隊在菠菜葉脈上成功培養出了人心臟細胞。他們通過菠菜脈管系統建立了類似於人體的血液系統，這些研究將來可以用來做出健康的心肌層，來治療一部分患有心臟病的患者。

「去掉葉肉的植物可以為各種生物組織提供支架，雖然我們有更多的工作要做，但從目前來看這是非常有前途的，」WPI生物醫學工程教授，該論文的作者Glenn Gaudette博士說。「將農民種植數千年的植物用在組織工程上，可以解決很多限制該領域發展的重要問題。」

在上面圖片序列中，伍斯特理工學院（WPI）的研究人員使用清洗劑將菠菜葉子上葉肉細胞剝離，留下了葉子的脈管系統。並在這上面培養出了人心臟細胞。

「這個項目說明了跨學科研究的重要性，當不同專業的角度處理問題時，會解決好多問題。」Gaudette說。

Gaudette實驗室的研究生Joshua Gerslak表示：「在我研究菠菜葉之前，我研究過人類心臟，菠菜的莖提醒我它像一個主動脈，所以我想，我們可以通過菠菜的莖灌注血液。我們當時不確定它會起作用，但事實證明是相當容易，在許多其他植物上也可以。」

當植物葉肉細胞被洗離時，殘留的主要是由纖維素組成的骨架，纖維素是對人體無害的。纖維素具有很強的生物相容性，並且已被用於各種醫學應用中，如軟骨組織工程、骨組織工程和傷口癒合方面。

除菠菜葉外，該團隊還成功地將荷蘭芹、青蒿（甜蒿）和花生毛根的葉肉細胞去掉。他們期望這種技術將適用於更多植物中。「菠菜葉可能更適合於有很多血管的組織，如心臟組織，而鳳仙花莖（鳳仙花科鳳仙花屬植物）的圓柱形中空結構可能更適合於動脈移植，相反，木材可能在骨骼移植中有用，由於它們的形狀和強度都差不多，「作者寫道。

使用植物作為組織工程的材料也具有經濟和環境效益。「通過利用植物組織支架的良好的化學性質，我們可以解決合成複合材料面臨的局限和高成本問題，植物可以在良好的農業勞作和可以控制的環境中輕鬆生長，我們研究表明，使用植物可以為組織工程支架問題提供可持續的解決方案。」

在WPI，這項研究繼續沿著幾條路線開展，Gaudette說，」一條為優化清洗葉肉細胞過程，另一條研究各種人類細胞生長方式，重點研究它們怎麼附著在植物支架上及養分供給問題。此外，他們還將探索建立二級血管網路系統，以便使來自人體組織中血液和其他液體真正流動。

2017年4月7日，Gershlak將在波士頓國家發明家學院創新展示會上作為演講嘉賓介紹這項技術的早期的研究成果，在這裡將有200多名成功的發明家和技術商業化領導者聽他詳細介紹他的工作。

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