湖北医药学院：瓶子里“种”出秦巴山区珍稀药材

秦楚风讯(十堰融媒记者 翁红 通讯员 黄松鹤 郑语晨)人参、黄精、重楼、珠子参、黄柏……这些珍稀濒危或特色高值的药用植物，未来获取它们或将不再需要上山采挖、毁林剥皮，也不用大量“与粮争地”。在无菌的玻璃瓶和高度自动化的生物反应器中，就能“长”出源源不断的高品质药用成分。

近日，湖北医药学院张勇洪教授团队宣布，已在十余种秦巴山区特色中药材中成功分离愈伤组织，并完成了实验室规模的悬浮细胞系构建，攻克了植物干细胞工程化扩增的多项核心技术难题。依托这一系列突破性进展，该团队在国内率先于中药领域系统阐释了“细胞农业”的创新理念，为濒危药材资源替代与高附加值生物原料的标准化生产开辟了全新的工业化路径。

把药材“种”在瓶子里，不毁林也得良药

秦巴山区是我国重要的道地中药材资源富集区，也是南北植物区系交汇的重要生态带。长期以来，中药材获取方式高度依赖野生采挖和土地种植。这种传统的开放式农业生产体系对气候、土壤存在高度依赖性，不仅面临资源波动、品质不均的痛点，部分药材的获取更伴随着生态破坏的代价。

“以黄柏、厚朴等多年生木本皮类药材为例，传统获取其有效成分需要等待树木生长数年甚至十数年，且‘剥皮取药’往往意味着对林木的致命破坏。”作为湖北省省级人才、湖北省优秀科技特派员，团队负责人张勇洪教授表示，“而我们尝试做的，是把药用植物生产的核心单元——具有持续分裂能力的干细胞，转移到可控制的环境中进行培养。这项技术有望突破药用植物漫长生长周期的限制，在较短时间内高效获得目标活性成分，为实现‘少采伐、少耗损而获取优质药材’提供了新的可能，也为节约时间成本与生态资源开辟了更加可持续的路径。”

在实验室内，团队通过体外定向诱导获得愈伤组织，并进一步建立起悬浮培养体系。在这里，植物细胞可以在无土、恒定条件下持续增殖，并高效积累黄酮、多酚等活性成分。

“简单来说，就是在瓶子里‘种’药材。”负责药用植物干细胞培养与生物反应器开发的团队青年骨干叶峥秀博士形象地解释道，“不过，我们‘种’出来的不再是整棵植株，而是经过精挑细选、富含有效成分的高纯度细胞原料。”

形态各异的中药植物干细胞

目前，团队已在黄柏、珠子参、武当黄精、茅苍术等十余种秦巴特色珍稀中药材中，成功建立了稳定的实验室细胞培养体系，为后续的工程化放大打下了坚实基础。

站在国际前沿，系统阐释中药“细胞农业”

事实上，利用植物干细胞生产高价值药物并非天方夜谭，而是国际顶尖生物技术竞相角逐的前沿。早在2010年，国际植物细胞培养先驱、Green Bioactives公司创始人Gary J. Loake教授团队就在《自然生物技术》(Nature Biotechnology)发表里程碑式的研究，通过培养红豆杉的形成层分生细胞，成功绕开了传统繁琐的脱分化步骤，实现了抗癌药物紫杉醇的体外稳定合成。这一突破，为植物天然产物的工业化生产奠定了坚实的科学基础。

正是在国际前沿探索的启发下，张勇洪团队立足中国丰富的秦巴道地药材资源，率先在国内中药领域系统阐释了“细胞农业”的时代定义。“‘细胞农业’绝非对传统农业种植方式的替代，而是面向未来的、极其重要的战略性补充。”张勇洪表示。在这条连接农业、生物技术与先进制造业的前沿交叉赛道上，这支扎根秦巴山区的科研团队给出了清晰的时代定义与实践方向。

对此，团队核心成员、湖北省省级人才李琛教授有着深切体会：“传统中药材在种植中易受土壤重金属、农残等外部污染威胁。而‘细胞农业’构建的封闭体系彻底隔绝了环境风险，将农业生产精准转译为可参数化、可复制和可规模放大的生物制造过程。”

“细胞农业”精准勾勒出了中药农业走向工业化的实践路径。在当前大力发展新质生产力、推动区域经济向高端制造业转型的宏观背景下，将中药材的生产由田间地头搬进现代化“细胞工厂”，高度契合了国家对于工业化生产和绿色生物制造的产业定位，不仅实现了农业属性向工业属性的跨越，更为地方经济开辟了高附加值的新兴产业链。

博士军团扎根沃土，以硬核实力领跑细分赛道

植物细胞培养并非简单复制微生物发酵模式。植物细胞生长缓慢、对剪切力敏感，液体培养中易团聚形成大颗粒，增殖效率低，这是全球植物细胞工业化普遍面临的技术难题。团队核心成员、长期从事植物干细胞调控机制研究的郑兰兰教授介绍：“我们从细胞分裂调控和再生机制入手，优化培养体系，使部分细胞系实现良好的单细胞分散培养和稳定扩增。”经过持续攻关，团队构建的多个细胞系已具备优异的增殖能力和冷冻复苏性能，并能够稳定积累目标活性成分。这为进一步工程化放大奠定了关键基础。

在干细胞工程化扩增前，必须确保“种子”的纯正。团队骨干游磊博士则从分子生药学角度做了补充：“细胞农业为药材基原鉴定、品质稳定控制提供了新的技术基础，使中药生产更接近现代制造业的标准体系。”游磊博士围绕重楼、黄精、虎杖等秦巴道地药材，从分子生药学层面建立了一套严苛的种质及基原鉴定技术，从源头确保了细胞系的“纯正血统”。

张勇洪教授（左二）与团队成员正在分析培养细胞的生长状态

系列成果的背后，是一支高水平学术“铁军”的默默支撑。作为湖北省“生物与医药”优势特色学科群的骨干力量，湖北医药学院药用植物及进化遗传学团队依托武当山特色中药研究湖北省重点实验室，长期深耕药用植物资源的保护与利用。这一系列技术瓶颈的突破，标志着该团队在药用植物干细胞工程领域已具备国内领先的硬核科研实力。

从实验室走向“细胞工厂”，向产业界发出合作强音

“在瓶子里长得好，关键还要在工厂里长得稳。”张勇洪表示。

目前，相关核心技术已获批多项国家专利。团队正全面推进“药用植物干细胞工程化培养与规模化应用平台”建设。下一步，团队将引入国内顶尖的生物反应器装备研发力量，启动5L、10L、20L等不同规模的放大验证，构建从实验室到中试生产的完整技术闭环。

在生物制造与“双碳”战略交汇的时代趋势下，植物干细胞被誉为高效的“绿色微型固碳工厂”。其衍生的细胞冻干粉、培养物提取物及外泌体等产品形态，在国际高端化妆品原料(INCI目录)、功能食品及生物医药市场正迎来爆发式需求。

为加速“细胞农业”蓝图落地，张勇洪团队正式向产业界发出强音：热忱欢迎有志于布局新能源与绿色制造交叉赛道、深耕大健康与功能性原料市场的企业对接洽谈。团队期盼通过横向课题联合攻关、技术成果转化或联合孵化科技型企业等多元模式，实现产学研深度融合，共同打造区域生物医药产业的高质量发展新引擎。

从秦巴山区出发，湖北医药学院科研团队的这一探索，既是对区域中药资源的创新利用实践，也是高校科研服务地方产业升级的主动担当。或许在不久的将来，部分珍稀濒危中药材将不再受限于山林与田野，而是以全新的“工业形态”走向世界。而“细胞农业”正在为这一未来提供坚实的技术支点。

编辑：陈琦

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