中国海洋大学3D打印细胞培养鱼研究取得新进展

近日，中国工程院院士薛长湖团队在细胞农业领域取得重要研究进展，相关成果发表在国际知名期刊《自然-通信》上。薛长湖和副教授郑洪伟作为论文的共同通讯作者，得到了国家重点研发计划、山东省重点研发计划等项目的支持。

随着全球人口的增长和资源和环境压力的加剧，细胞农业作为一种可持续的食品生产模式，逐渐成为食品领域的研究热点。细胞农业通过细胞培养技术生产肉类，可以减少传统畜牧业和渔业对环境的影响，提高食品安全和动物福利。

然而，如何实现细胞的大规模扩张和对天然肉类特征的准确模拟是细胞培育鱼类产业化的关键挑战之一。

该研究创造性地开发了基于可食性大孔微载体的可食性大孔微载体(EPMs)通过精确控制冰晶生长，实现了微载体的大孔结构设计。

据了解，该团队利用鱼明胶和微生物谷氨酰胺酶作为主要材料，通过低温乳化交联技术制备EPMS，实现大黄鱼肌卫星细胞和脂肪干细胞的有效粘附、增殖和分化。通过对微载体孔径的准确控制，探讨了EPMS孔隙结构对细胞增殖的影响。研究结果表明，大孔EPMS可以为细胞提供良好的生长环境，显著提高细胞的粘附和生长效率，促进干细胞周期、细胞分化和细胞外基质重塑相关基因的表达。

团队进一步利用EPMS构建干细胞梯度培养放大技术，EPMS上肌肉卫星细胞和脂肪干细胞的细胞密度分别为6.25×10?和5.77×10?cell/mL，细胞数量分别增加了499倍和461倍，为细胞农业的工业化生产提供了支撑。

此外，研究小组将成熟的细胞微组织整合到生物墨水中，利用3D打印制备了具有天然鱼感官特征的培养鱼，实现了肌肉和脂肪细胞的均匀分布，模拟了天然鱼的质地和营养成分。

据报道，该研究克服了鱼细胞培养和食品组织技术领域的瓶颈，为鱼的可持续生产和加强“未来食品”规划提供了理论基础和技术支持。