我國細胞培養肉的研究，還面臨三大挑戰

“目前，我國細胞培養肉的研究，還面臨三大挑戰，包括高純度干細胞的提取及干性維持、無血清培養基研發和干細胞的大規模高密度培養。”11月18日，在首屆中國細胞培養肉高峰論壇中，南京農業大學教授周光宏與參會學者分享細胞培養肉的研究進展。

自2009年起，他和團隊歷時10年獲取了高純度的畜禽干細胞并維持其干性，一年前，他帶領團隊研發出中國第一塊細胞培養肉。

用畜禽干細胞體外培養生產

“我們不應為了吃雞胸肉或雞翅而養一整只雞，而應該在合適的培養基中分別培養這些組織。”1931年，英國前首相丘吉爾的這番暢想，被視為世界范圍內首次提出培養肉的概念。

細胞培養肉真正變得看得見摸得著，還是在2013年。當年，荷蘭教授馬克·普斯特(Mark Post)在荷蘭首次研發出可以食用的培養肉，并在英國倫敦舉辦了全球首次培養牛肉漢堡試吃大會。

中國的第一塊細胞培養肉，誕生于2019年11月18日。周光宏說，研究團隊使用第六代豬肌肉干細胞，經過20天的培養，得到重達5克的培養肉。

細胞培養肉是指用畜禽干細胞經過體外培養生產出來的肉類，它不需要經過動物養殖，直接用細胞培養而來，不同于市面上用植物蛋白加工的“人造肉”。

“為什么幾個細胞能長成5克的培養肉，這就是干細胞的功勞。而提取到高純度的肌肉干細胞并維持其干性(生長能力)很難。”從2009年起，周光宏的團隊嘗試各種方法，先從小鼠中分離出肌衛星細胞和間充質細胞，發現這兩種細胞都有成為培養肉種子細胞的潛力。順著這條路，2015年，周光宏團隊成員丁世杰和中國科學院合作，分離出高純度豬肌肉干細胞，兩年后，牛干細胞也被分離。

2017年—2019年，研究團隊又研發用于培養肉的豬、牛肌肉干細胞干性維持方法，研制出含食品級抗氧化劑的培養基。“機體內有各種因子調控干細胞的增殖，我們找到了關鍵的信號傳導通路和抑制劑，模擬了細胞體內的生長環境。一年前，在實驗室20天可以生產5克人造肉，現已經能培養出50克。”丁世杰說。

“無血清”細胞培養基等難題尚需攻克

“與傳統肉類生產方式相比，培養肉可以減少30%—50%的能源消耗，降低 70%—90%的溫室氣體排放量，降低90%以上土地使用， 減少80%—90%的用水量等。”在丁世杰看來，理想中的細胞培養肉既能縮短肉類生產時間，又能節省土地、減少污染，而且物美價廉。

不過，細胞培養肉走上餐桌，還有多條鴻溝需要跨越。

首當其沖的便是要開發“無血清”細胞培養基。“培養肉生產中，70%的成本來自培養基中的血清，只有大幅度降低培養基的成本，人造肉才能真正走向產業化。”丁世杰說，血清取材于動物，能提供多種營養，在細胞培養中起到關鍵作用。但其成本較高，例如，牛血清售價每500毫升就要幾千元，所以需研發無血清培養基。

近一年來，周光宏團隊已經在研制各種成分明確的血清替代產品，嘗試逐漸替代血清培養基。

“此外，干細胞的大規模高密度培養也面臨挑戰，這要解決增殖產生的細胞如何形成肌肉等難題，涉及專用生物反應器的研發、特定模具的研制和三維培養技術開發。另外，產品安全評價與管理規范等問題也不容忽視。”周光宏說，細胞培養肉產業化還有諸多技術需要突破，但是未來可期。

他認為：“讓細胞培養肉成本從每克300元降到3元甚至是3角，才有可能走上餐桌，這一過程大約需要5—10年。”

關鍵詞： 細胞