我们能在实验室培养皿中培养血液吗?

我们目前面临着一场血战短缺，所以我们为什么不能在实验室里培育血液呢?克里斯·史密斯采访了剑桥干细胞研究所的大卫·肯特，他的目标就是做到这一点。他的想法是利用人体内通常产生血液的骨髓干细胞，并用它们为每个人量身定制血液制品。

血液干细胞是成人骨髓中非常罕见的细胞，它们最终负责每天数万亿血细胞的产生和破坏。所以，非常强大的细胞，但就像我说的，非常罕见，很难在成年人身上找到，但当你能找到它们，你可以操纵它们做出决定的方式然后你就可以开始向下发展，在血液系统中制造出所有不同的成熟细胞类型。所以，所有的红细胞和血小板都是献血诊所急需的。

克里斯-你说得很简单。绊脚石是什么?

大卫:最大的障碍是这些细胞在从干细胞到成熟的红细胞之前要经历很多很多的中间细胞。

克里斯:你的意思是，它们从“婴儿细胞”开始，然后成长为青少年细胞，最后变成年轻人，然后是成年人——这是我们想要的，在成熟的成年人阶段——但你必须首先引导它们度过所有这些阶段?

大卫:我们都知道，准确地理解青少年是非常困难的。所以，试图弄清楚哪些蛋白质真正指导了错误的选择是我们实验室真正关注的。因此，我们试图在单个细胞水平上理解单个干细胞是如何决定产生一个新的干细胞或者可能离开并产生许多不同类型的血液系统中的一种。

Chris -是细胞之间相互交流的方式以及它们如何通过蛋白质信号在彼此之间传递信息等等很重要吗，还是物理环境本身很重要?因为很明显，当我们观察骨髓时，它是一个三维环境。你让细胞相互接触并在三维空间中交流。一个培养皿通常只有两个……

大卫:是的，当然有很多组织都在用不同的方法解决这个问题。但是在骨髓本身，有一个特殊的区域叫做骨髓干细胞生态位这个生态位是所有骨系细胞和所有支持干细胞的细胞类型所在的地方。我们为此做了大量的工作。但在培养皿中，你也可以开始创造这些三维的微环境。因此，有很多团队已经开始尝试模仿骨髓微环境中发生的事情。

克里斯:如果你这样做，你是否开始让这些干细胞变成我们需要生产的那种细胞——我不想说假血——而是人工生产的个性化血液?

大卫:那将是最终目标之一，就是真正理解单个细胞是如何从整个过程变成成熟的红细胞或成熟的血小板的。也有一些团体试图利用我们已有的知识来做这件事。所以，我们并不能完全理解所有的事情，但我们正在努力做到最好。已经取得了一些重大进展。但每次输血所需的量是相当大的，扩大输血规模是个大问题。因此，这实际上需要生物工程师和生物学家一起思考问题，真正尝试并理解我们如何从这些干细胞群中为每个人制造血液制品。

Chris -我在什么地方读到过，每天你的骨髓要替换大约一百亿个细胞，这些细胞因为老化而不断地被扔掉。所以，我们必须想出一个培养皿，能够像你的骨髓一样惊人地更新。

大卫:对。所以，我想在一个理想的世界里，我们尝试做的是放入青少年细胞这样我们就不需要放入那么多的细胞。我们放入的细胞可以在一个人的一生中产生大量的细胞。所以，类似于干细胞移植的工作原理，当一个人接受了完整的骨髓移植，干细胞进入并建立了商店，就好像它们确实是当地的常驻细胞一样。所以，如果你能得到一些中间产物，我认为这将是一个很好的方法。

克里斯:我想一个问题是，当人们来到医院时，他们非常迫切地需要输血，没有时间这样做。这是一个长期的问题。所以，你大概需要从我身上取一份骨髓样本才能开始你的过程你需要扩大规模但与此同时，我仍然需要从某个地方取血。

大卫:对，所以我想在这种情况下，中间的解决方案是无限制地供应A型血细胞，AB型血细胞，O型血细胞等等，所以，你可以找个人献血者，扩大这些过程，制造成熟的细胞类型，把它们都储存起来，这样你就有了以这种方式制造的血细胞库，但不是单独输回同一个人身上。所以，你不需要在体外等那么长时间。

克里斯-我们离得远吗?你觉得我们多久才能在货架上看到，为个人量身定做的血液?

大卫:嗯，我想说，在我自己的职业生涯中，科学进步的速度令人难以置信，尤其是在干细胞领域。所以，我认为任何事情都是可能的，但我们肯定要5到10年才能在病人身上看到任何东西。