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| 中國海洋大學(xué)在3D打印細胞培育魚肉研究領(lǐng)域取得新進展 |
| http://www.rumandrelaxation.com 2025年2月23日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院薛長湖院士團隊在細胞農(nóng)業(yè)領(lǐng)域取得重要研究進展，相關(guān)成果以“Scalable
production of muscle and adipose cell-laden microtissues
using edible macroporous microcarriers for 3D printing
of cultured fish fillets”（利用可食性多孔微載體大規(guī)模生產(chǎn)肌肉和脂肪細胞微組織，用于3D打印培育魚肉）為題發(fā)表在國際知名期刊Nature Communications（《自然-通訊》）。薛長湖院士和鄭洪偉副教授為該論文共同通訊作者，該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、山東省重點研發(fā)計劃等項目的支持。
隨著全球人口增長和資源環(huán)境壓力的加劇，細胞農(nóng)業(yè)作為可持續(xù)的食品生產(chǎn)方式逐漸成為食品領(lǐng)域的研究熱點。細胞農(nóng)業(yè)通過細胞培育技術(shù)生產(chǎn)肉類，能夠減少傳統(tǒng)畜牧業(yè)和漁業(yè)對環(huán)境的影響，提高食品安全性和動物福利。然而，如何實現(xiàn)細胞的大規(guī)模擴增和對天然肉類特征的精確模擬是細胞培育魚肉產(chǎn)業(yè)化面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
本研究創(chuàng)造性地開發(fā)了基于可食性大孔微載體（EPMs）的細胞培養(yǎng)技術(shù)（圖 1），通過精確控制冰晶生長實現(xiàn)了微載體的大孔結(jié)構(gòu)設(shè)計。利用魚明膠和微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（mTG）作為主要材料，通過低溫乳化交聯(lián)技術(shù)制備EPMs，實現(xiàn)了大黃魚肌衛(wèi)星細胞（SCs）和脂肪干細胞（ASCs）的高效黏附、增殖和分化。通過對微載體孔徑的精確調(diào)控，探討了EPMs孔隙結(jié)構(gòu)對細胞增殖的影響，研究結(jié)果表明，大孔EPMs能為細胞提供良好的生長環(huán)境，顯著提高細胞的黏附和生長效率，促進干細胞細胞周期、細胞分化和細胞外基質(zhì)重塑相關(guān)基因的表達。
團隊進一步利用EPMs構(gòu)建了干細胞梯度培養(yǎng)放大技術(shù)，SCs和ASCs在EPMs上的細胞密度分別達到6.25×10⁵和5.77×10⁵cell/mL，細胞數(shù)量分別增加了499倍和461倍，該技術(shù)為細胞農(nóng)業(yè)的工業(yè)化生產(chǎn)提供了支撐。此外，研究團隊將成熟的細胞微組織整合到生物墨水中，運用3D打印制備了具有類似天然魚肉感官特性的培育魚肉，該樣品實現(xiàn)了肌肉和脂肪細胞的均勻分布，并模擬了天然魚肉的質(zhì)地和營養(yǎng)成分。上述研究克服了細胞培育魚肉細胞高效擴大培養(yǎng)和食品組織化技術(shù)領(lǐng)域的瓶頸，為可持續(xù)生產(chǎn)培育魚肉、強化“未來食品”規(guī)劃提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
圖1. 可食性微載體構(gòu)建、種子細胞程序化培養(yǎng)與3D打印培育魚肉開發(fā)流程
通訊員：鄭洪偉
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57015-1（點擊查看）
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