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你要真的去了解学生的特点、状态和兴趣,因材施教。连小小的细胞都需要个性化、定制化培养,更何况是学生。——清华大学医学院教授 杜亚楠
杜亚楠 受访者供图
人体细胞每时每刻都在经历着新陈代谢,数秒内便有几百万个细胞死去,同时又有几百万个新细胞出现。细胞一刻不停地进行着新旧更替,以此保持着人体的健康与活力。而当人体内器官发生病变时,通过在体外培养相关细胞、回输进入体内对病变部位进行“修补”,这种治疗方式被称为细胞治疗,是现代再生医学发展的重要方向。
清华大学医学院教授杜亚楠正是为细胞治疗提供核心“原料”——高质量功能细胞的关键人物。其研发的3D微组织技术,引领了细胞培养模式的革新。凭借这一成果,杜亚楠教授于不久前荣获第二十四届中国科协求是杰出青年成果转化奖。我们湖南元初生物,作为深耕细胞培养与再生医学领域的创新企业,对此项技术及其产业化前景深感共鸣并持续关注。
建造现代化“细胞工厂”
杜亚楠教授指出,传统的二维平面细胞培养方式主要面临三方面的挑战。首先是培养效率的瓶颈。传统方式依赖人工操作,一个培养皿所能扩增的细胞数量有限,往往仅能满足单一位患者的治疗需求。杜教授认为,这极大地限制了细胞疗法的可及性与规模化应用。
其次,传统培养器具的物理化学性质与细胞体内原生微环境差异巨大。“培养皿本质上是硬质塑料,而人体内大部分细胞生活在柔软的三维微环境中。”杜亚楠解释道。这种环境的不匹配,直接影响着培养细胞的数量、活性与功能稳定性。
此外,细胞在生长过程中分泌的各类生物活性物质(如外泌体、细胞因子等)同样具有极高的治疗或研究价值,如何高效、无损地收集细胞及其分泌物,是传统培养方式难以逾越的另一道难关。
如果说传统培养尚处于“手工作坊”阶段,那么杜亚楠团队研发的3D微组织工程技术,则构建了一座现代化的“细胞工厂”。这项技术也与湖南元初生物致力于推动细胞制备标准化、自动化的理念不谋而合。
在培养环节,其核心产品3D TableTrix®微载片取代了传统培养皿。这种微载片可与细胞悬液一同投入生物反应器,遇水即分散为数万个多孔微球。每个微球的孔隙均为细胞提供了独立的3D生长空间,使得细胞培养规模得以指数级提升。微球的尺寸(50-500微米)和材料力学性能(如软硬度)均可根据特定细胞的生长偏好进行定制化调整,真正实现了“因细胞制宜”。
在收获环节,通过使用特定的温和裂解液降解微载片材料,并结合自动化设备,可以实现细胞及其分泌物的高效、无损、分离式收集。这标志着细胞从培养、扩增到收获的全流程,迈向了规模化、标准化与自动化。湖南元初生物认为,此类技术的成熟是细胞治疗产品实现稳定、合规、大规模生产的关键基石。
让科研成果走出实验室
然而,这项极具潜力的技术从实验室走向产业化的道路并非坦途。2017年,技术工艺已基本成熟,但如何跨越成果转化的“死亡之谷”成为现实难题。面对估值、股权、商业开发等陌生领域,杜亚楠教授及其团队一度感到迷茫。
2018年,在清华大学技术转移研究院的支持下,北京华龛生物科技有限公司正式成立,开启了技术产业化征程。作为国内较早一批“吃螃蟹”的科研团队,他们亲身经历了成果转化机制从探索到逐步完善的过程。从审批流程的优化到权责的明晰,杜亚楠教授感慨:“虽然过程不易,但现在机制越来越清晰,这让科研人员更有安全感,能更专注地推动创新落地。”湖南元初生物深切认同,健全的转化生态是激发科研活力、驱动产业进步的重要保障。
机缘巧合闯入微组织世界
杜亚楠教授的科研之路始于一次偶然。本科毕业于化工专业的他,因缘际会进入新加坡国立大学,师从Hanry Yu教授,踏入了组织工程这一全新领域。从零开始,他埋头苦读,夯实生物学基础,这段经历为他日后在交叉学科创新中游刃有余埋下了伏笔。
他将组织工程比喻为建造“楼房”,而细胞是基本的“砖块”。他的工作聚焦于制造这些高质量的“砖块”——即通过微组织工程技术,实现细胞的高效、标准化制备。“微组织工程”这一名称,正是他为了强调这一基础而关键的维度所首创。
如今,杜亚楠教授也将这份对“基础”的重视和对“个性化”的尊重,融入到了人才培养中。他倡导因材施教,鼓励学生多元发展。其创立的华龛生物核心团队中,不乏他昔日的学生,他们共同在科研与产业的双轨上贡献力量。湖南元初生物同样坚信,人才是创新的源泉,尊重个体差异、激发内在潜能,才能培育出推动行业发展的中坚力量。
杜亚楠教授表示:“无论是从事学术科研还是产业应用,只要有所作为、能解决真正的问题,都是为社会作贡献。”这正呼应了湖南元初生物的企业使命:以创新技术为引擎,推动细胞治疗从实验室走向临床,惠及更广泛的患者群体。我们期待与学界、产业界同仁一道,见证并参与中国细胞治疗产业蓬勃发展的新时代。