起死回生是人類亙古不變的幻想。在我國神話中，最為出名的復活當屬「想你時你在鬧?！沟哪倪福?/p>
傳說哪吒自刎后，其師尊太乙真人以葉梗為骨、蓮藕為肉、蓮花為靈，將哪吒重新捏造為人。
圖源：bilibili 視頻截圖
(相關資料圖)
在植物中孵化人體組織，這種近似神話中的描繪。其實已經在醫學實驗室里成為某種現實。
2016 年的 TED 大會上，再生醫學教授Pelling舉著幾個蘋果片兒在演講臺上侃侃而談。
當大屏幕將他手中的蘋果放大后，所有人都悚然發現：這幾片蘋果竟散發著肉色光澤。再仔細一看，它們完全長了一副人耳模樣。
蘋果耳朵和 3D 打印耳朵的對比 （參考文獻 1）
Pelling 介紹說，這個實驗的靈感來自于妻子削的蘋果，他發現那一瓣和人耳很像，由此他就想：那是否可以用蘋果造個耳朵呢？
看起來似乎天馬行空，但這個腦洞卻在科學上能立得住腳：
首先,植物細胞和動物細胞雖然存在著較大差異，但有學者發現植物細胞中牢固的纖維素骨架足以支撐動物細胞生長。而纖維素作為植物細胞壁中最豐富的成分，是一種經過廣泛研究的生物材料，可用于多種臨床應用。
而想讓動物細胞在植物骨架生長，就需結合最近幾年快速發展的脫細胞技術。
脫細胞技術可以通過化學、物理等方法，去除器官或者組織中的原有細胞（resident cells）留下細胞外基質，形成無免疫性或低免疫性組織工程支架。
這樣醫學家們就可以用患者自己的細胞對脫細胞的組織和器官進行重新細胞化，以形成自體移植物。
這位教授團隊先將蘋果置于 -20℃ 進行低溫處理后，將蘋果果肉切成便于實驗的片狀。再用 SDS 等試劑進行脫細胞處理，將所有蘋果細胞及 DNA 等洗去，只留下纖維素骨架用以培養人類細胞。
實驗流程 （參考文獻 1）
最終，Pelling 欣喜地發現在蘋果纖維支架內中成功培養了 NIH3T3 成纖維細胞、小鼠 C2C12 細胞和人 HeLa 上皮細胞。這只「耳朵」不僅在培養皿中維持了長達 12 周的生命活動。它的簡易版本還在小鼠體內成功定植并形成了血管供應。
腦洞大開的還有美國伍斯特理工學院的 Glenn 團隊。該團隊之前致力于使用 3D打印技術搭建精密復雜的血管網絡。但在實驗中他們遇到了瓶頸：
首先，當前限制組織工程投入臨床的主要原因是缺乏功能性血管網絡。
如果沒有可行的血管網絡，組織內 100～200μm 的氧氣擴散極限將無法克服，更不必說維持營養物質和代謝廢物的運輸。這大大限制了可以進行工程改造并保持活力的移植物大小。
此外，微脈管系統（直徑 <10μm）也無法通過當前的生物技術進行人工制造。
但 Glenn 教授偶然發現，盡管植物和動物完成體內物質輸送的方式不同，但所用到的脈管結構卻十分相似。
比如描述人類心血管系統漸縮，分支網絡設計的穆雷定律。而像菠菜等蔬菜中的植物脈管系統也遵循這一規律的限定。在此基礎上，植物脈管系統似乎也能充當人工血管向組織中輸送血液。
動植物脈管結構比較（參考文獻2）
這位教授采取的實驗思路也基于脫細胞技術。不過他們在纖維素骨架中接種的是心肌細胞。經過幾天的培養，他們驚喜地發現這些心肌細胞可以像人體組織一樣自發收縮并完成泵血。
圖源：YouTube 視頻截圖
TED 上的演講和成功文獻的接連發表。讓學術界和投資人都眼前一亮。不少在人體器官 3D 打印上遇到瓶頸的醫學團隊都轉而投向了用植物造器官的領域。
但現實卻給他們狠狠地潑了一次冷水：并不是所有的植物都能用來創造器官。哪怕是有臨床潛力的菠菜，也會面臨自己的滑鐵盧。
一研究團隊就曾發文記錄下自己的失敗，該實驗團隊選擇使用菠菜和細香蔥嘗試制備人體中的腎小管。雖然經過脫細胞處理后，腎細胞可以在其制備的纖維素支架中生長。但在研究過程中發現了很多難以解決的問題。
pubmed 截圖
首先，腎細胞雖然能在細香蔥和菠菜葉柄的管腔中生長，但它們未通過葉柄到達菠菜葉脈管系統，相當于需要發揮腎小管功能的區域無法生長腎細胞。研究者認為這種植物血管解剖學讓細胞播種的可及性變得非常不可能。
其次，菠菜和香蔥在培養過程中出現了迅速崩解。這種現象表明它們在人體中的可植入性堪憂。
最要命的是，纖維素支架還暴露了通透性不足的問題，研究者用腎功檢驗中常用的菊粉對香蔥腎小管進行通透性檢測，10 分鐘內沒有檢測到任何菊粉的滲透。不具備必要的物質交換功能，也在腎小管制作上宣判了死刑。
盡管用植物養器官光在實驗室階段就困難重重。但支撐這些醫學家搞下去的核心動力依然是臨床的剛需：移植器官供需的極度失衡。
Glenn 教授曾表示：「若將植物用于人體組織培養的技術成熟，器官移植領域將獲得井噴式進步。」
2016 年，全球共完成 34096 例公民逝世后器官捐獻，實施 135860 例器官移植手術，但全球有超過 130 萬患者等待器官移植，當年的手術量僅能滿足約 10% 的移植需求。我國 2016 年中國器官捐贈者剛超過 4000 人，而等待移植者就達到了 30 萬。
除了供需不平衡以外，極其高昂的移植費用也讓不少患者望而卻步。
比如在 Pelling 嘗試用蘋果做人耳之前，重建人耳中的常用技術為肋軟骨法和生物材料法。
2022 年 6 月 2 日，3DBio 公司表示，首次在人體試驗中成功植入了來自患者自身細胞的 3D 打印耳朵。研究團隊通過對小耳癥患者的耳朵進行活檢，從中分離出軟骨細胞進行體外細胞培養擴增，然后使用專有的創新 3D 打印技術，「打印」出正常形狀的耳朵，再由醫生移植給患者。
該項技術臨床試驗的第一位患者今年 3 月進行了手術移植，植入后軟骨組織成功再生并自然愈合。這為器官移植奠定了基礎。
3DBio公司官網截圖
雖然 3D 生物打印重建器官未來可能成為器官移植的潛力方向，但這些方法通常比較復雜和昂貴。
舉個例子，國外在進行耳部重建時會使用一種名為medpor的線形高密度聚乙烯生物材料，其進行矯正的費用至少需要 4 萬元。
而植物器官最有力的競爭點就是物美價廉。Pelling 使用的蘋果只是在路邊攤上隨便買的。同時伍斯特理工學院使用的菠菜脈管和 3D 打印出的脈管，在價格上也是天差地別。
截至今天，很多植物器官的項目進度喜人，比如 Pelling 的另一項研究重點：蘆筍。
過去的學術界一般認為脊髓神經無法再生修復。在臨床上，因脊柱損傷導致的癱瘓目前治療手段匱乏。即使有名有錢如《超人》主演克里斯托弗和 F1 車神舒馬赫，都難以治愈。
舒馬赫的治療費用（太陽報截圖）
但 Science 上的一篇文章證明了中樞神經的可再生修復性，似乎為中樞神經修復領域提供了一絲可能。
在此基礎上，Pelling 發現植物纖維無法被人體組織吸收，反而能支撐神經慢慢生長。而蘆筍的內部的導管結構也有可能將受損的神經元重新連接起來。
去年 11 月，蘆筍纖維微小管修復人類中樞神經的技術成功拿到美國 FDA 突破性醫材資格認定。而 Pelling 也表示，植物器官移植的人體試驗也已經不遠了：
intrado 新聞截圖
「也許大家要提前想想，能否接受一根香蔥從廚房長到你的腎上?！梗ú邉潱篛rigami、gyouza、nene）
致謝：本文經東京大學 工學系研究科再生醫工學研究室王東喆專業審核
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[5]https://3dbiocorp.com/
