组织工程技术在细胞培养肉上的应用进展
胞外基质,骨骼肌,1细胞培养肉的发展简况,2基于组织工程技术的细胞工程肉构建,1种子细胞,2基于微载体的细胞工程肉规模化培养策略,3基于无血清条件培养液的细胞外基质自分泌,4组织工程技术对细胞培养肉质构的改善应用,3总结与
包立辉,周凤,王向东,金岩(1 西安组织工程与再生医学研究所 西安710032 2 空军军医大学口腔医学院组织工程中心 西安 710032)
根据联合国粮农组织的预测,预计到2050年,全世界对肉食产品的需求将增长73%。这是由于世界各地人口增长、收入增加和城市化进程加快引起的对肉类消费需求的增加所致[1]。全球日益增长的肉类消费需求,必然导致畜牧业生产规模的持续扩大,而牲畜肉类行业的这种指数增长对生态、资源和粮食生产系统的可持续性构成了巨大挑战。传统肉类生产系统对温室气体排放大量的二氧化碳、甲烷和一氧化二氮,同时,对土地资源占用、水和能源消耗产生了显著影响[2]。另外,全球畜牧业的肉类生产能力趋于饱和状态,在未来,传统畜牧业的肉类产量可能难以满足日益增长的消费和营养需求[1]。尽管素食主义者在各国人口中都占有一定比例,然而,在工业化社会中素食者的比例还很低,而且在过去35 年中没有增加。另外,从全球庞大的且持续增长的人口基数以及人体饮食对优质动物蛋白的需求来看,通过放弃肉食消费,不太可能减少肉类需求[3]。从动物福利及伦理角度来看,大量屠宰动物以满足人类的肉类消费行为,与当今高度发展的人类文明相悖。因此,一种基于细胞生物学及组织工程技术的新型肉类替代品——细胞培养肉,逐渐成为当前肉类食品体系危机的潜在解决方案。细胞培养肉也被称为“试管肉”“离体肉”“细胞基人造肉”等,是采用动物来源的组织提取种子细胞,通过体外细胞培养的方式生产出的生物质。该技术来源于再生医学领域,其目标是利用体外培养的功能性组织恢复功能失调或器质受损的器官[3]。
1 细胞培养肉的发展简况
早在20 世纪30 年代,温斯顿·丘吉尔(Winston Churchill)第1 次提出细胞培养肉的畅想,几十年后,威廉·范·埃伦(Willem van Eelen)也提出同样的想法[4]。在整个20 世纪,关于细胞培养肉的想法一直处于人们所关注的重点之外,然而,随着传统肉类生产的弊端日益凸显,特别是给生态和资源造成的沉重负担以及动物福利,这一畅想正逐渐变为现实。对细胞培养肉的研究项目最先由美国国家航天局(NASA)发起,目的是为长距离太空航行提供肉类来源。而真正把细胞培养肉从预想变为现实的则是荷兰马斯特里赫特大学生理学系教授马克·波斯特(Mark Post),2013 年8 月,马克·波斯特向媒体展示了一个细胞培养牛肉汉堡作为第1 个“概念证明”,证明了这一想法的可行[5]。随后,国内和国际细胞培养肉领域进入快速发展时期。从全球细胞培养肉企业数量来看 ......
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