植物干細胞探索之旅

◆火箭軍特色醫學中心藥劑科干細胞與組織工程實驗室 王佃亮

從萋萋小草到參天大樹，所有植物都是由細胞構成的。

細胞是構成植物生命大廈的磚塊，是各種組織器官的結構和功能單位。細胞種類繁多，形態各異，是自然界中植物多樣性的物質基礎。那么，不同種類的植物細胞最初是從哪里來的？這需要從動物干細胞說起。

1867年，德國實驗病理學家尤利烏斯·科恩海姆在開展傷口炎癥研究期間，給試驗動物靜脈注射苯胺后，偶然發現了“干細胞”。

經長期研究發現，受精卵是高等動物和人類的原始干細胞，是胚胎發育的起點，是新生命的原點。受精卵經過不斷分裂（卵裂），產生了種類繁多的干細胞和其他各種形態的細胞，形成不同組織器官，發育為胚胎。動物或人類誕生后，體內仍然保留一定種類和數量的干細胞，以便再生衰老、損傷或死亡的組織器官，使生命活動能正常進行。沒有干細胞，高等動物和人類將無法生存。

植物的生命力較動物和人類相比似乎更加頑強。我們通過無菌操作和酶消化技術，從植物葉片中獲取的沒有細胞壁的“裸”細胞（原生質體），在試管、三角燒瓶等盛有培養基的容器中培養，很容易再生出植株；扦插多肉植物的新鮮葉片，同樣可再生出多肉植物。

植物超強的再生能力不禁讓人將它與“干細胞”聯系起來。植物體內究竟有沒有干細胞？這個問題長期困擾著科學界，直到21世紀，謎底才逐漸被揭曉。

2005年，隸屬于韓國云火生物科技有限公司的云火科學技術研究院與成功培育克隆羊“多莉”的英國愛丁堡大學合作，首次從東北紫杉根尖的分生組織中分離提取了植物干細胞。研究成果于2010年10月發表在英國著名學術期刊《自然生物技術》上，引起了學術界的廣泛關注。

紫杉又稱紅豆杉，屬于國家一級珍稀瀕危野生植物，從中可提取抗癌成分——紫杉醇。最古老的紫杉壽命可達數千年，紫杉長壽的奧秘就在于其體內含有豐富的植物干細胞。

圖1 紫杉（紅豆杉）

植物干細胞具有廣闊的發展前景，其中在化妝品中的應用較為廣泛。

層巒疊嶂的阿爾卑斯山是歐洲最高的山脈，雄偉險峻，風光旖旎，動植物資源豐富。這里生長著一種極其珍貴的蘋果樹，距今有著300多年的歷史，但其果實中單寧含量較多而口感酸澀，缺乏經濟價值，當地少有人種植。然而，這種樹的神奇之處在于，無論是樹皮還是未采摘的果子，一旦受到損傷就會啟動自我修復機制，傷口便能很快愈合。更加神奇的是，與其他普通種類的果子相比，它的果實更耐儲藏，新鮮度能保持4～6個月之久，顯得格外與眾不同。

瑞士米貝爾生物化學研究所科學家弗雷德·扎里博士就是從這種果實中提取出植物干細胞，并將其制成化妝品，收獲多個大獎。迄今為止，這款富含蘋果干細胞的化妝品是最成功的植物干細胞產品之一，風靡全球。

植物干細胞的來源廣泛，種類繁多，如人參干細胞、紫杉干細胞、雪絨花干細胞、雪蓮干細胞、海茴香干細胞、濱海刺芹干細胞、蘋果干細胞等。除了用于化妝品外，一些植物干細胞還可用于藥品、食品（包括飲料）、保健品、挽救瀕危珍稀的植物物種、保存植物遺傳種質資源、規模化植物育種等領域。

植物干細胞具有重要的科學意義和經濟價值，引發了各界關注，是當今熱門的高科技研究應用領域。目前，雖然這些領域的研究應用還剛剛起步，但發展前景十分光明。