“动”听故事 | 石恒波：实验室里的细胞，能否产出一杯奶？
卷首语浙大动科人，他们当中有实验室里的“追光者”，有课堂上的“引路人”，也有生活中的“温暖同行者”。浙大动科院推出“动”听故事系列第二辑，讲述浙大动科人的学科使命、育人情怀和精神文化，去发现和品读每一位动科人的闪光点。“‘动’听故事”将为你推开一扇窗，遇见师者光芒。愿这些故事，让你读懂动科温度，共赴教育新程。人物简介石恒波，浙江大学动物科学学院特聘副研究员、博士生导师，主要从事反刍动物乳腺发育、再生与泌乳调控研究。近年来，围绕乳腺组织再生、体外重建和细胞奶技术所需的基础理论与关键方法，带领团队建立奶畜乳腺连续活体采样、乳腺组织高效解离和奶山羊乳腺类器官培养等技术体系，相关成果发表于Cell Discovery、Journal of Dairy Science等期刊。主持国家自然科学基金、国家生物育种重大专项子课题和浙江省重点研发计划等项目，并承担《畜牧学》《动物学及实验》等课程教学。一念启思，锚定新途 “奶是否可以脱离牧场和奶畜，依靠体外培养的细胞生成？”这是2019年石恒波萌生的一个大胆设想。彼时，细胞培养肉已成为生物制造领域的研究热点，但细胞培养奶的相关科研探索却寥寥无几，整体近乎空白。体外合成细胞乳存在极大的技术挑战，面临细胞构型、激素调控、乳汁合成三重难题叠加，尚无体系化、可复用的方案供参考。这个设想并非一时兴起。专注于泌乳生理和乳脂合成调控研究的石恒波，深入剖析了传统乳业三大现实痛点：南方湿热气候、饲料资源短缺、规模化养殖环保压力大。体外泌乳技术的落地，或将有望重塑我国未来奶业发展新格局。宏大的愿景需要拆解为具体的科学命题，石恒波带领团队划定三大攻坚核心：乳腺发育成熟泌乳的内在逻辑、泌乳结束后的组织退化与修复再生机制、体外培养体系中激活泌乳功能的必要条件。他已然做好攻坚克难的充分准备，全力以赴投身于这项开创性研究。研究起步便困难重重，非发育生物学专业背景，意味着所有乳腺发育相关的实验技术都要从头学起。奶牛饲养周期长、成本高，乳腺作为决定养殖主体经济收益的核心器官，活体取样很难得到支持，即便获得样本，也缺失小鼠实验可反复验证的便利。课题开展两年，某海外合作教授建议石恒波改换更易产出成果的研究方向。纵使有过彷徨和犹豫，石恒波决定直面奶业核心难题，坚信揭开乳腺发育和再生的生物学密码，使体外泌乳技术具备落地的可能。攻坚克难，自研利器奶畜有着固定的妊娠、泌乳和干奶生理周期，关键组织采样窗口期一旦错过只能再等下一整年。2021年，团队筹备许久的连续采样计划因疫情影响被迫中断，大量前期筹备工作付诸东流，不得不在2022年重启。活体采样是对专业能力和体力的双重考验。团队联合兽医，反复优化麻醉、取样和缝合全套操作。一个大雪纷飞的冬日，石恒波带领五名研究生从下午奋战到深夜，耗时七八个小时完成多只奶羊的乳腺活体手术。低温严寒叠加长时间站立作业，所有成员体力濒临透支，但无一人中途退场。经过无数次实操打磨，奶畜乳腺连续活体采样技术最终成功建立，实现了对同一动物乳腺全生理周期的动态追踪。获得组织样本仅是研究的第一步，要把乳腺搬进实验室，还需攻克细胞体外重组技术。为了获取新鲜样本，团队经常凌晨奔赴牧场，样本运回实验室后即刻开展分离培养。历经近半年反复调试，培养皿中终于长出具备泌乳潜力的乳腺三维类器官。为适配单细胞研究，团队又持续优化酶消化方案，通宵处理组织样本，攻克乳腺组织高效解离技术。面对无成熟参考范式的前沿探索，石恒波始终秉持主动攻坚的科研理念：与其被动等待外部条件完善，不如自主研发适配的研究工具。沉潜蛰伏，终破迷局相较于实验的辛劳，漫长无科研成果的产出才更为煎熬。项目开展前三年团队缺乏高水平成果产出，基于大动物实验相关论文投稿时遭遇评审质疑。石恒波虽曾陷入自我怀疑，但团队坚守研究初衷，放弃更换速成类课题，全心打磨优化实验体系。研究深耕到第五年，团队取得关键突破：在复杂的乳腺组织中识别出一类激素响应细胞，它们自身不合成乳汁，却能感知血液中激素的变化，调控乳腺再生和泌乳细胞成熟。这一发现直接破解了困扰已久的科研谜题：单纯培养乳腺上皮细胞难以实现稳定泌乳，根源在于缺失信号传导的关键细胞。研究思路由此迭代升级，不再局限于诱导细胞产奶，而是追求重建具备完整发育再生能力的体外乳腺组织，相关研究成果发表于Cell Discovery等期刊，课题研究终于迎来曙光。薪火相传，守望未来2026年，北京三元食品有限公司“细胞乳北京市重点实验室”获批建设，石恒波团队受邀参与共建。数年前天马行空的设想，自此拥有了产学融合落地的平台。石恒波明白，即使迎来重要发展契机，细胞奶走进千家万户的餐桌依旧道阻且长，很多难题尚待攻克。“我们希望再经过3-5年持续攻关，让细胞奶产品规模生产”，这是石恒波常与课题组学生畅想的蓝图。“未来的奶也许不只产自牧场，还可能来自家庭或办公室里的小型生物制造设备，人们像从饮水机取水一样，根据自身个性化营养需求，即时获得定制化新鲜乳品。”这份对于产业未来的思考，同样融入教学工作。在《畜牧学》课堂上，石恒波向本科生介绍细胞奶前沿进展，打通传统畜牧与生物制造的学科边界。实践教学中，他带领学生走进牧场，实地了解乳汁天然生成过程，共同探讨体外造奶的可能性，搭建传统牧场与前沿实验室之间的桥梁。指导研究生时，石恒波团队更注重培养学生挖掘真实科学问题能力，“实验可能失败，论文也可能延后，但解决问题能力、抗挫抗压及协同合作的能力，才是助力长远发展的硬实力”。从2019年提出体外泌乳的创新构想，七年深耕转瞬而逝。如今石恒波团队已获得奶畜乳腺发育的动态监测和关键细胞调控等多项技术，但“让奶可以像水一样方便获取”的科研愿景仍是一段艰难征程，科研本就是一场寂寞的远行，石恒波将继续带领课题组深耕“细胞奶”事业，脚踏实地破解前路科研难题，静待前沿构想照进现实。（图文/康佳 编辑/陈鑫鹏 审核/任思丹 终审/任思丹）
