秦楚風訊(十堰融媒記者 翁紅 通訊員 黃松鶴 鄭語晨)人參、黃精、重樓、珠子參、黃柏……這些珍稀瀕?；蛱厣咧档乃幱弥参铮磥慝@取它們或將不再需要上山采挖、毀林剝皮，也不用大量“與糧爭地”。在無菌的玻璃瓶和高度自動化的生物反應器中，就能“長”出源源不斷的高品質藥用成分。

近日，湖北醫(yī)藥學院張勇洪教授團隊宣布，已在十余種秦巴山區(qū)特色中藥材中成功分離愈傷組織，并完成了實驗室規(guī)模的懸浮細胞系構建，攻克了植物干細胞工程化擴增的多項核心技術難題。依托這一系列突破性進展，該團隊在國內率先于中藥領域系統(tǒng)闡釋了“細胞農業(yè)”的創(chuàng)新理念，為瀕危藥材資源替代與高附加值生物原料的標準化生產(chǎn)開辟了全新的工業(yè)化路徑。

把藥材“種”在瓶子里，不毀林也得良藥

秦巴山區(qū)是我國重要的道地中藥材資源富集區(qū)，也是南北植物區(qū)系交匯的重要生態(tài)帶。長期以來，中藥材獲取方式高度依賴野生采挖和土地種植。這種傳統(tǒng)的開放式農業(yè)生產(chǎn)體系對氣候、土壤存在高度依賴性，不僅面臨資源波動、品質不均的痛點，部分藥材的獲取更伴隨著生態(tài)破壞的代價。

“以黃柏、厚樸等多年生木本皮類藥材為例，傳統(tǒng)獲取其有效成分需要等待樹木生長數(shù)年甚至十數(shù)年，且‘剝皮取藥’往往意味著對林木的致命破壞?！弊鳛楹笔∈〖壢瞬?、湖北省優(yōu)秀科技特派員，團隊負責人張勇洪教授表示，“而我們嘗試做的，是把藥用植物生產(chǎn)的核心單元——具有持續(xù)分裂能力的干細胞，轉移到可控制的環(huán)境中進行培養(yǎng)。這項技術有望突破藥用植物漫長生長周期的限制，在較短時間內高效獲得目標活性成分，為實現(xiàn)‘少采伐、少耗損而獲取優(yōu)質藥材’提供了新的可能，也為節(jié)約時間成本與生態(tài)資源開辟了更加可持續(xù)的路徑?！?/p>

在實驗室內，團隊通過體外定向誘導獲得愈傷組織，并進一步建立起懸浮培養(yǎng)體系。在這里，植物細胞可以在無土、恒定條件下持續(xù)增殖，并高效積累黃酮、多酚等活性成分。

“簡單來說，就是在瓶子里‘種’藥材?！必撠熕幱弥参锔杉毎囵B(yǎng)與生物反應器開發(fā)的團隊青年骨干葉崢秀博士形象地解釋道，“不過，我們‘種’出來的不再是整棵植株，而是經(jīng)過精挑細選、富含有效成分的高純度細胞原料?！?/p>

形態(tài)各異的中藥植物干細胞

目前，團隊已在黃柏、珠子參、武當黃精、茅蒼術等十余種秦巴特色珍稀中藥材中，成功建立了穩(wěn)定的實驗室細胞培養(yǎng)體系，為后續(xù)的工程化放大打下了堅實基礎。

站在國際前沿，系統(tǒng)闡釋中藥“細胞農業(yè)”

事實上，利用植物干細胞生產(chǎn)高價值藥物并非天方夜譚，而是國際頂尖生物技術競相角逐的前沿。早在2010年，國際植物細胞培養(yǎng)先驅、Green Bioactives公司創(chuàng)始人Gary J. Loake教授團隊就在《自然生物技術》(Nature Biotechnology)發(fā)表里程碑式的研究，通過培養(yǎng)紅豆杉的形成層分生細胞，成功繞開了傳統(tǒng)繁瑣的脫分化步驟，實現(xiàn)了抗癌藥物紫杉醇的體外穩(wěn)定合成。這一突破，為植物天然產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了堅實的科學基礎。

正是在國際前沿探索的啟發(fā)下，張勇洪團隊立足中國豐富的秦巴道地藥材資源，率先在國內中藥領域系統(tǒng)闡釋了“細胞農業(yè)”的時代定義。“‘細胞農業(yè)’絕非對傳統(tǒng)農業(yè)種植方式的替代，而是面向未來的、極其重要的戰(zhàn)略性補充?！睆堄潞楸硎?。在這條連接農業(yè)、生物技術與先進制造業(yè)的前沿交叉賽道上，這支扎根秦巴山區(qū)的科研團隊給出了清晰的時代定義與實踐方向。

對此，團隊核心成員、湖北省省級人才李琛教授有著深切體會：“傳統(tǒng)中藥材在種植中易受土壤重金屬、農殘等外部污染威脅。而‘細胞農業(yè)’構建的封閉體系徹底隔絕了環(huán)境風險，將農業(yè)生產(chǎn)精準轉譯為可參數(shù)化、可復制和可規(guī)模放大的生物制造過程?！?/p>

“細胞農業(yè)”精準勾勒出了中藥農業(yè)走向工業(yè)化的實踐路徑。在當前大力發(fā)展新質生產(chǎn)力、推動區(qū)域經(jīng)濟向高端制造業(yè)轉型的宏觀背景下，將中藥材的生產(chǎn)由田間地頭搬進現(xiàn)代化“細胞工廠”，高度契合了國家對于工業(yè)化生產(chǎn)和綠色生物制造的產(chǎn)業(yè)定位，不僅實現(xiàn)了農業(yè)屬性向工業(yè)屬性的跨越，更為地方經(jīng)濟開辟了高附加值的新興產(chǎn)業(yè)鏈。

博士軍團扎根沃土，以硬核實力領跑細分賽道

植物細胞培養(yǎng)并非簡單復制微生物發(fā)酵模式。植物細胞生長緩慢、對剪切力敏感，液體培養(yǎng)中易團聚形成大顆粒，增殖效率低，這是全球植物細胞工業(yè)化普遍面臨的技術難題。團隊核心成員、長期從事植物干細胞調控機制研究的鄭蘭蘭教授介紹：“我們從細胞分裂調控和再生機制入手，優(yōu)化培養(yǎng)體系，使部分細胞系實現(xiàn)良好的單細胞分散培養(yǎng)和穩(wěn)定擴增?！苯?jīng)過持續(xù)攻關，團隊構建的多個細胞系已具備優(yōu)異的增殖能力和冷凍復蘇性能，并能夠穩(wěn)定積累目標活性成分。這為進一步工程化放大奠定了關鍵基礎。

在干細胞工程化擴增前，必須確保“種子”的純正。團隊骨干游磊博士則從分子生藥學角度做了補充：“細胞農業(yè)為藥材基原鑒定、品質穩(wěn)定控制提供了新的技術基礎，使中藥生產(chǎn)更接近現(xiàn)代制造業(yè)的標準體系?！庇卫诓┦繃@重樓、黃精、虎杖等秦巴道地藥材，從分子生藥學層面建立了一套嚴苛的種質及基原鑒定技術，從源頭確保了細胞系的“純正血統(tǒng)”。

張勇洪教授（左二）與團隊成員正在分析培養(yǎng)細胞的生長狀態(tài)

系列成果的背后，是一支高水平學術“鐵軍”的默默支撐。作為湖北省“生物與醫(yī)藥”優(yōu)勢特色學科群的骨干力量，湖北醫(yī)藥學院藥用植物及進化遺傳學團隊依托武當山特色中藥研究湖北省重點實驗室，長期深耕藥用植物資源的保護與利用。這一系列技術瓶頸的突破，標志著該團隊在藥用植物干細胞工程領域已具備國內領先的硬核科研實力。

從實驗室走向“細胞工廠”，向產(chǎn)業(yè)界發(fā)出合作強音

“在瓶子里長得好，關鍵還要在工廠里長得穩(wěn)?！睆堄潞楸硎尽?/p>

目前，相關核心技術已獲批多項國家專利。團隊正全面推進“藥用植物干細胞工程化培養(yǎng)與規(guī)模化應用平臺”建設。下一步，團隊將引入國內頂尖的生物反應器裝備研發(fā)力量，啟動5L、10L、20L等不同規(guī)模的放大驗證，構建從實驗室到中試生產(chǎn)的完整技術閉環(huán)。

在生物制造與“雙碳”戰(zhàn)略交匯的時代趨勢下，植物干細胞被譽為高效的“綠色微型固碳工廠”。其衍生的細胞凍干粉、培養(yǎng)物提取物及外泌體等產(chǎn)品形態(tài)，在國際高端化妝品原料(INCI目錄)、功能食品及生物醫(yī)藥市場正迎來爆發(fā)式需求。

為加速“細胞農業(yè)”藍圖落地，張勇洪團隊正式向產(chǎn)業(yè)界發(fā)出強音：熱忱歡迎有志于布局新能源與綠色制造交叉賽道、深耕大健康與功能性原料市場的企業(yè)對接洽談。團隊期盼通過橫向課題聯(lián)合攻關、技術成果轉化或聯(lián)合孵化科技型企業(yè)等多元模式，實現(xiàn)產(chǎn)學研深度融合，共同打造區(qū)域生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的高質量發(fā)展新引擎。

從秦巴山區(qū)出發(fā)，湖北醫(yī)藥學院科研團隊的這一探索，既是對區(qū)域中藥資源的創(chuàng)新利用實踐，也是高校科研服務地方產(chǎn)業(yè)升級的主動擔當?；蛟S在不久的將來，部分珍稀瀕危中藥材將不再受限于山林與田野，而是以全新的“工業(yè)形態(tài)”走向世界。而“細胞農業(yè)”正在為這一未來提供堅實的技術支點。

編輯：陳琦

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