远在三十几亿年前，洪荒苍凉的地球没有任何生命的迹象，暴雨倾盆、火山喷发、地震海啸随处可见，以各种方式释放可怕的“负能量”。然而一个偶然的机会，某种最原始的单细胞悄然孕育出现了，由此拉开了生物漫长进化史的“帷幕”。恰如“星星之火，可以燎原”，原始生物逐步由单细胞变为多细胞，并由多细胞演化为具有组织和器官的高等生物。生命之花灿烂开放，春天的气息扑面而来，一切都显得奇妙无比，我们这颗曾经黯然失色的地球，终于摆脱了“星际迷航”的状态，从此成为浩瀚宇宙中最适于人居的蓝色星球。

那么，好奇的人们或许要问，生命的起源究竟什么样？生物是如何由最简单的单细胞繁衍成有组织的高等生物的？这样进化的优势到底在哪里？为了解码这些问题和奥秘，哈尔滨工业大学化工与化学学院韩晓军教授及团队成员李庆川、李书彬等人利用程序化磁控方法，构建出了形状可控的人工组织，并对其加以探究，研究结果最近被国际著名期刊《自然-通讯》所发表。专家指出，这项医工结合的学术成果设计新颖，为多细胞生物的进化提供了宝贵线索，在合成生物学、组织工程学、生物医学工程等领域，以及在修复受损机体、筛选抗癌药物和深入探讨恶性肿瘤形成机理等方面，有着广阔的应用前景。

生命多样性之谜尚待解析

生物学上的一大谜团就是在热闹的地球上，为什么会有约500万至5000万种生物共存？从古至今，有很多说法试图阐明生命多样性的问题。如西方的创世说，中国的盘古开天地等。直到十九世纪，伴随着达尔文《物种起源》一书的问世，生物科学才发生了前所未有的大变革，同时也为人类揭示生命多样性这一亘古之谜带来了一丝曙光。韩晓军指出，研究生命多样性不仅对人类自身有很大的益处，同时对认识和了解整个生态系统也有极大的帮助。由单细胞生物逐步演进为多细胞，乃至形成组织或器官，正是生命多样性的开端。

韩晓军教授进一步分析说，在地球生命的进化过程中，组织或器官由特定空间排布的细胞组成，以整体行为执行比细胞更高级的生物学功能，是生物多样性得以形成的关键因素。开展基于人造细胞的组织构建研究，可以为人类认知多细胞生物内部世界打开“一扇窗”，并为可植入体内的人工组织的设计和构筑奠定理论基础。现阶段，在国内外的实验室里，脂质体、聚合物体和油包水液滴等“类细胞”结构已经被用来营建人工组织，但当前大多数组织样结构都是某些“类细胞”结构的无定形聚集体。研究证实，巨型磷脂囊泡是细胞的理想模型，而将大量巨型磷脂囊泡组装成空间编码的类组织结构以模仿自然组织的存在形式，目前仍然是没有答案的谜题。

群体细胞显示出集体力量

有研究表明，具有多个细胞的个体在生存中更具优势，这是由于其细胞数量多、种类多、器官多，体现出了“团结力量大”，因而能在“物竞天择，适者生存”的进化之路上，处于领跑位置；或者在发生基因突变时，能够选出更适应不同环境的优秀个体，以确保“生命之火”生生不息。而单细胞生物仅由一个细胞组成，生命周期短，面对环境变化的“大考”无法答完试卷，只能匆匆退场。韩晓军解释说，“组织、器官、系统的形成，都是建立在细胞的分裂、分化和生长基础之上的，只有分化成专门的细胞和器官，生命活动才能更高效地进行。”同时，人的生命活动就像社会的正常运作一样，生命体中不同的细胞犹如人们置身于各行各业，唯有大家分工合作，各司其职，社会才能稳定运转，繁荣昌盛。而生命亦如是。

不仅如此，多细胞的优越性还体现在对突发性事件的抗击能力上，这就和在原始部落中人们群居生活的情况类似，当面对野兽侵袭时，若是部落里个别人落了单之后，就必然难逃被猎杀的命运。韩晓军团队在研究中以高渗和低渗溶液模拟“野兽”的角色，分别对单细胞和多细胞构成的人工组织展开“袭击”，发现单细胞迅速破裂，遭到损害；而多细胞打造成的人工组织坚不可摧，显示出磐石般的稳定性。这一现象对于人类探索生物进化的“足迹”有着重要意义，提示多细胞凝聚成的组织群体呈现出来的强大集体力量。

成果转化有益于人类健康

上述谜团的破译，使人们对生命的起源有了深刻的理解。但在今天，这项多细胞人工组织的研究，对维护人类身体健康有何实际作用？时下，随着人们生活水平的日益提高，暴饮暴食、抽烟酗酒、工作压力陡增、日常作息规律严重扰乱等不良习惯却层出不穷，对人体带来了极大危害。比如，在医院里，因为疾病的终末期而等待更换心、肝、肾、大小肠等器官的危重病人数量庞大，而器官移植的供体十分奇缺，手术风险巨大，预后效果难以预料。

构建体外人工组织并赋予其生命活力，有望向制备真正的人造器官迈出一大步。在不远的将来，拥有复杂功能的“私人定制”的器官或将替代真实的器官植入人体内，从根源上冲破器官不足的“瓶颈”。在当前的研究中，韩晓军团队正在摸索将两种人工细胞混合“搭建”人工组织，其中一种人造细胞内部经生化反应生成的产物，可扩散到另外一个细胞内部，并引起下游的生化“互动”，进而得到了有信号传递功能的人工组织，这使科学家制造功能更加复杂的人工组织有望“梦想陈真”。

韩晓军教授指出，人工组织的制作及功能的模拟虽然取得了初步进展，但距离合成真正具备自主功能的人造细胞及复杂功能的人造组织尚有很长的一段路要走。这需要我们根据现有科研结果向纵深推进，从简到繁，向着更复杂、更精细、更接近生物功能的方向前进，最终实现人工组织向真正生物组织的靠近，二者甚至有可能划上等号。