Nature Food：希伯来大学团队开发「自发永生化细胞」，可高于行业17倍标准制造

肉类食用的历史，在人类大脑中留下了对动物脂肪与蛋白质烧烤的印记，这是嗅觉、味觉和认知之间复杂的相互作用。

肉类仅占全球蛋白质摄入量的 18%，随着发展中国家的城市化，对动物产品的需求迅速上升。但满足这种需求增长具有挑战性，因为，据估计，全球温室气体排放量的 14% 来自畜牧生产。从理论上讲，细胞农业可以某种程度上满足人类对动物产品不断增长的需求，例如高通量生产细胞培养肉可以减少温室气体排放，仅使用传统农业所需的一小部分环境资源即可提高食品安全，但碍于技术与成本，产量通常很低。

近日，耶路撒冷希伯来大学教授、Believer Meats 创始人、总裁兼首席技术官 Yaakov Nahmias 领导的一项研究发布了其开创性成果——证明了几个鸡品种的成纤维细胞的自发永生化和遗传稳定性，这是一种全面的、具有成本效益的细胞培养鸡肉生产方法。

该方法无需基因工程即可产生非致瘤细胞系，并具长期稳定性；该研究还展示了比行业标准高 17 倍的制造过程。据估计，生产成本估计为每磅 1.8 至 4.5 美元。相关论文“Spontaneous immortalization of chicken fibroblasts generates stable, high-yield cell lines for serum-free production of cultured meat”发表于 Nature Food。

该文回顾了之前人们为实现细胞培养肉“种子细胞”永生化的种种举措：世界首次展示的细胞培养牛肉，用于培养的初级卫星细胞理论上每次活检可以扩增至 800 公斤，但该过程需要持续供应动物组织；利用诱导多能干细胞或 CRISPR 永生化的肌肉细胞，虽然可以无限增殖，然而，基因改造可能导致脱靶效应，从而不利于消费者认同产品。

一种替代方法是“自发永生化”，这是一个由染色体重排和表观遗传变化驱动的过程，这些变化发生在表征成纤维细胞生长的重复细胞分裂过程中。成纤维细胞复制快、表型稳定、生长需要的营养物质很少，使其成为细胞培养肉的理想“种子”。

“基因修饰可以引入意外突变，增加免疫反应的风险，因此我们选择完全避免它们。”Nahmias 说，“该领域关注的一个问题是永生化过程是否会导致癌细胞的产生。然而，这项工作表明，我们小组开发的细胞，具有正常的 DNA 修复机制，并且没有形成肿瘤的能力。”

这项工作中，研究人员使用该公司去年获得专利的自发永生化工艺生产了鸡成纤维细胞的不朽细胞系。与该领域的其他产品相比，该产品不需基因改造，是独特的非转基因产品。

转录组学和染色体核型分析揭示了永生化细胞系的共同机制和长期遗传稳定性。研究人员表明，大豆卵磷脂的主要成分——磷脂酰胆碱，在没有危险化学物质的情况下，激活“过氧化物酶体增殖物激活的受体 γ（PPARγ）”，驱动永生化鸡成纤维细胞中的脂肪生成。

“我们开发了一种高效的分化过程，使用天然大豆卵磷脂在一周内将成纤维细胞转化为脂肪细胞。”Nahmias 说。

该细胞系适应于以无血清培养基作为单细胞悬浮液的环境中生长。研究的另一个独特方面，是证明了悬浮生长的自发细胞在连续培养情况下，其密度可达到每毫升 108×106 个，或每升超过 1000 亿个，是行业标准的 17 倍以上。这有效地将工艺产量从 2%w/V 提高到 36%w/V。Nahmias 解释说：“以此类推，这将允许一个人用一个月的时间从典型冰箱大小的容器中生产约 880 磅的肉，或约一头牛。”

然后，研究小组将培养的脂肪细胞与大豆蛋白混合形成鸡肉条，其中香气和风味来自实验室培养的细胞，蛋白质是细胞和植物蛋白的混合物。这篇论文表明，在消费者测试中，67% 的人明显偏爱养殖鸡。这项技术为养殖肉的市场实现提供了关键的垫脚石。

在过去十年中，公众对食品生产透明度的需求迅速增长，原因在于食源性疾病爆发的报道和虐待动物的视频。食品工业协会（FMI）最近的报告表明，三分之二的消费者更喜欢那些披露其产品制造方式以及安全性和可持续性的品牌。对更人道、安全和可持续的肉类生产方法的需求增加，加速了公众对实验室培育肉类的热情。消费者研究表明，美国消费者渴望尝试人造肉，但没有完全了解其生产方法。遗憾的是，大多数公司将其生产方法视为商业秘密，很少披露有关产品成分和安全性的信息。

“新兴的全球食品公司，如 Believer Meats，必须致力于完全透明。”Nahmias 总结道，“我们坚信诚实是最好的政策。作为父母，我永远担心孩子的营养。我想知道他们吃的东西是安全的、健康的、最好也是可持续的。我们希望确保每个人都知道我们吃的细胞系来自哪里、稳定性和安全性。我们必须确保作为一个行业，向公众提供科学数据和信息。”