探访组织工程“梦工厂”

　　 时间：2005年9月7日  

　　地点：上海市组织工程重点实验室  

　　向导：上海市组织工程重点实验室周广东博士  

　　“除了这里的实验室，我们在漕河径还有一个实验室，主要做应用性研究。在闵行区正兴建组织工程国家工程研究中心，有40亩地，另外还打算在徐汇区建一所组织工程应用的医院。”走进实验室的时候，周广东的介绍让我们惊讶于组织工程的迅速发展和宏伟蓝图。  

　　这层楼中一大半是实验室，十分整洁明亮。走过第一个房间，里面是个很大的长方形仪器。“这是流式细胞仪。因为不同类型的细胞表面有不同的分子，我们可以用这些分子相应的荧光标记抗体对细胞进行染色，借助光电效应，实现对细胞的分析和分选。”周广东指给我们看，“从这个样品管吸进去，另一边的管子就可以收集分离好的细胞了。目前，我们主要用来分析和纯化骨髓基质干细胞、脂肪干细胞、真皮多潜能干细胞及胚胎干细胞等。”  

　　“这间是做分子生物学的。”接着走进的实验室里摆满了瓶瓶罐罐，“主要是对各类种子细胞进行基因和蛋白水平的检测。还可以对细胞进行基因修饰，比如把某一基因转入某种细胞，通过这一基因调节其特异性基因和蛋白质的表达水平，使这种细胞更容易长成我们需要的组织。”  

　　前面就是无菌室了，房间里摆了两排半人高的细胞培养箱，种子细胞扩增和体外的组织再造过程都在这里进行。分离好的种子细胞在培养箱的37℃恒温下扩增，然后被接种到可降解的生物材料支架上，再培养一周左右，就可以用于组织缺损的修复。如果要进行体外组织再造，就需要模拟生理条件下的生长环境，使细胞在体外生长出需要的组织。  

　　周广东和他的同事们自己设计制作了这些独特的培养设备，把它们称作生物反应器。“这些小盒子就是。”周广东打开一个培养箱，里面整整齐齐地摆放着很多15cm2的方形小盒子，“这些反应器是专门生长肌腱的，盒子后方配有连动杆，连动杆一端和培养箱上面的控制器相连，另一端和反应器里的肌腱相连，通过控制连动杆的运动，模拟体内肌腱受到的牵拉力。这样造出来的肌腱就会更接近生理条件下的特征。”周广东耐心地解释。  

　　培养出来的组织还要通过严格的检测，比如大体形态观察、组织学形态结构检测以及各种相关的功能实验。实验室的小抽屉里放着很多张做好的组织切片。周广东拿了一张，放在显微镜下让我们看：“左边是缺损修复的部分，右边是原有的正常骨组织，通过切片和染色后再比较，就很容易看出修复的效果。”“这是生物力学测试仪，用来检测人造组织抗压和抗拉的能力，人造组织的力学特性如果达到了一定的水平，就可以直接用于组织修复实验。”通过这一系列的工序，研究者们探索着组织再生的机制和与正常组织发育过程的区别，为组织工程的深入发展和应用奠定了基础。  

　　“这几个罐子是液氮罐，用来储存细胞的。”细胞只有在超低温条件下才能保持接近于零代谢的状态从而长期保存，液氮罐是每一个生物学实验室都必备的设施，可是周广东他们想储存的，除了细胞，还有组织。“正常的生理组织冻存以后是很难存活的，可是我们的组织工程化组织更接近于细胞的结构，我们正在探索这些人造组织的冻存技术，如果有所突破的话，做好的组织就可以立即冻起来，需要时就可以随时拿出来用。”  

　　“我们刚订购了MicroCT，可以观察骨小梁的结构，通过计算机对骨进行立体重建；还有用来分离单细胞的激光显微切割仪，都是最先进的仪器。”周广东说起来颇感自豪。  

　　周广东还如数家珍地给我们看了很多精美的照片，实验室自己建立的人和小鼠的胚胎干细胞系以及它们的定向诱导分化，组织工程技术造出的软骨、骨、角膜、血管等，着实令我们赞叹不已。从细胞到组织，也许只是生物发育上的一小步，却是人类医学上的一大步。