《nature communications》：日本3D打印出世上最貴的牛肉—和牛

2021年8月26日，南極熊獲悉，日本的研究人員使用源自牛的干細(xì)胞 3D 打印出了具有大理石紋效果的和牛牛肉。

科學(xué)家的研究報(bào)告發(fā)表在了《nature communications》雜志上。和牛在世界上被認(rèn)為是價(jià)格最貴的牛肉，含有大量的肌肉內(nèi)脂肪，這使得牛肉具有獨(dú)特的味道和大理石花紋。大阪大學(xué)的研究人員借助于 3D 打印盡可能準(zhǔn)確地再現(xiàn)了其紋理。

在論文中，研究人員展示了在體外構(gòu)建由三種牛細(xì)胞纖維（肌肉、脂肪和血管）組裝而成的工程牛排狀組織。因?yàn)閷?shí)際的肉是與肌腱相連的纖維的排列組合，用于收縮和放松的動(dòng)作，所以開(kāi)發(fā)了肌腱-凝膠集成生物打印技術(shù)來(lái)構(gòu)建肌腱樣凝膠。在這項(xiàng)研究中，通過(guò)肌腱-凝膠集成生物打印技術(shù)構(gòu)建了由42塊肌肉、28塊脂肪組織和2條毛細(xì)血管組成的總共72條纖維，并通過(guò)手工組裝，制造出直徑5毫米、長(zhǎng)度為10毫米的牛排狀肉，其靈感來(lái)自于切割肉。這里開(kāi)發(fā)的肌腱凝膠集成生物打印技術(shù)可能是一種有前途的技術(shù)，可以制造出不同類(lèi)型的牛排狀培養(yǎng)肉。

a 牛排的結(jié)構(gòu)。(i, ii) H&E-和(iii) Azan-染色圖像。顯示了三個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的代表圖像。所有比例尺為100μm (iv) 肌肉的分層結(jié)構(gòu)示意圖。

b 培養(yǎng)牛排的構(gòu)建過(guò)程示意圖。第一步是對(duì)牛的組織進(jìn)行細(xì)胞純化，以獲得牛的衛(wèi)星細(xì)胞（bSCs）和牛的脂肪源性干細(xì)胞（bADSCs）。第二步是支持bSCs和bADSCs的輔助打�。⊿BP），以制造出具有纖維結(jié)構(gòu)的肌肉、脂肪和血管組織。第三是組裝細(xì)胞纖維以模仿商業(yè)牛排的結(jié)構(gòu)。

該研究的作者之一姜東熙說(shuō)：

“使用牛肉的組織結(jié)構(gòu)作為模型，我們開(kāi)發(fā)了一種 3D 打印方法，可以讓我們重現(xiàn)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，例如肌肉纖維、脂肪和血管�！�

據(jù)研究人員稱(chēng)，他們的技術(shù)將允許消費(fèi)者根據(jù)他們的口味和飲食偏好訂購(gòu)肉制品。

a 商品肉的裝配示意圖-（右）基于肉細(xì)胞的α-肌動(dòng)蛋白（藍(lán)色）和層粘連蛋白（棕色）的染色圖像（左）。假設(shè)纖維肌、脂肪和血管組織的直徑分別約為500、760和600μm。b, c 將肌肉（42個(gè)）、脂肪（28個(gè)）和血管（2個(gè)）組織組裝在一起的培養(yǎng)牛排的光學(xué)圖像

（b）頂部和（c）虛線區(qū)域的橫截面視圖。肌肉和血管組織用胭脂紅（紅色）染色，但脂肪組織沒(méi)有。比例尺，2毫米。

如今，3D打印肉正在成為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，最近，來(lái)自中國(guó)的細(xì)胞培養(yǎng)肉公司‘CellX’已于宣布完成數(shù)千萬(wàn)元人民幣天使輪融資，由真格基金領(lǐng)投，云九資本、險(xiǎn)峰、Lever VC等跟投。本輪融資將主要用于產(chǎn)品的持續(xù)研發(fā)。這是CellX繼去年數(shù)百萬(wàn)人民幣種子輪融資后，半年內(nèi)第二輪融資。

CellX成立于2020年，是一家細(xì)胞農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司，團(tuán)隊(duì)已擴(kuò)張至25人，并于年中搬入上海張江的研發(fā)中心，目前已研發(fā)出多款細(xì)胞肉產(chǎn)品雛形，包括通過(guò)支架和3D生物打印生產(chǎn)的有結(jié)構(gòu)的成塊肉。

細(xì)胞農(nóng)業(yè)有幾項(xiàng)重要的作用。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織等數(shù)據(jù)，畜牧業(yè)的碳排放量已經(jīng)占到全球碳排放的14.5%。Good Food Institute 最新研究表明，隨著可再生能源的普及， 通過(guò)細(xì)胞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的豬肉和牛肉的碳排放比傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式分別減少52% 和 92%。 通過(guò)技術(shù)手段生產(chǎn)細(xì)胞培養(yǎng)肉，可以規(guī)避掉抗生素、激素的使用，以及動(dòng)物傳染病的擴(kuò)散，抵御瘟疫等風(fēng)險(xiǎn)。另外，3D生物打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)定制化食品，在更好的調(diào)配肉類(lèi)肥瘦比例的同時(shí)定制化營(yíng)養(yǎng)成分，既改善口感又提升營(yíng)養(yǎng)。


論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-25236-9