低溫保護劑及冷凍損傷機制的研究

一、低溫保護劑的研究

一般的生物體在沒(méi)有添加冷凍保護劑的情況下經(jīng)歷低溫很難存活下來(lái)。但是低溫保護劑也有一定的毒性，一般通過(guò)復配多種冷凍保護劑，以期獲得具有最佳保護效果且毒性最小的效果。因此合理的選擇和配制低溫保護劑，并選擇合理的添加及去除方式，對提高生物樣本低溫保存的成功率至關(guān)重要。但是不同細胞組織適合的抗凍劑各有所異，目前也沒(méi)發(fā)現有普遍規律可循。液氮罐廠(chǎng)家

DMSO與甘油是常用的滲透型保護劑，有專(zhuān)家用含10% DMSO與50%胎牛血清的冷凍保護介質(zhì)在-156℃保存內皮祖細胞，可保存18個(gè)月而不喪失其表型特征與生物學(xué)功能。精子的保存過(guò)程中用到甘油的比較多，多個(gè)研究表明，在精子保存過(guò)程中添加6%-75%的甘油有較好的效果。

通常認為滲透性和非滲透性保護劑的聯(lián)用可以改善低溫凍存效果，結果也被Petrenko的研究所證實(shí)的研究表明：低溫保護劑使用可能不像以前想的那樣有益無(wú)害，會(huì )增加其細胞毒性。在用冷凍保護劑改善低溫凍存效果時(shí)應考慮冷凍保護劑細胞毒性對冷凍對象的影口向。

在研究腫瘤組織的低溫保存時(shí)，低溫保護劑的篩選將是很重要的一個(gè)研究?jì)热?。在保證成活率的前提下，低溫保護劑對細胞的毒性將是考慮的重要因素，如低溫保護劑對細胞內DNA、RNA或蛋白質(zhì)的影響等。另外，腫瘤組織中并不是單一的一種細胞，而不同細胞適合的冷凍保護劑又不盡相同，這又將成為研究中要克服的另一難題。

二、冷凍損傷機制的研究

目前普遍認可的關(guān)于冷卻過(guò)程中細胞受損的原因就是“兩因素假說(shuō)”，一是過(guò)快冷卻造成胞內冰的形成，冰晶對細胞造成物理性的損傷；二是過(guò)慢冷卻造成的溶質(zhì)損傷，其造成細胞損傷的原因比較復雜，有研究認為是因為細胞長(cháng)時(shí)間暴露在高濃度電解質(zhì)溶液中，導致膜分解陣}，還有研究認為是細胞膜脫水收縮造成細胞膜滲透性發(fā)生不可逆的增加哪}。復溫過(guò)程對細胞造成的損害也不容忽視，一般復溫過(guò)程中對細胞造成損害的因素有胞內冰再結晶，或者是細胞膜滲透性的變化。此外，低溫保護劑的種類(lèi)、濃度、加入和去除方式也會(huì )對細胞帶來(lái)?yè)p傷。

何波等對深低溫冷凍損傷導致細胞死亡的機制進(jìn)行了研究，認為在冷凍過(guò)程中，胞內冰損傷和溶質(zhì)損傷是導致細胞損傷的獨立因素；前者引起細胞死亡的方式是壞死，后者（包括電解質(zhì)與DMSO）是導致細胞凋亡，并且冷凍導致的細胞死亡無(wú)周期特異性。RagoonananVlsz的研究認為共晶體的形成導致了脂雙分子層脫水，而脂雙分子層在冷凍復蘇過(guò)程中維持細胞膜結構，并且PVA（聚乙烯醇）會(huì )改變胞內冰的形態(tài)，促進(jìn)胞內冰對細胞膜的損壞。液氮罐廠(chǎng)家

對細胞和組織進(jìn)行冷凍損傷機制的研究，可以為成功保存細胞組織乃至器官提供理論基礎，因此對腫瘤組織在低溫保存過(guò)程中的損傷機制進(jìn)行研究也是非常有必要的。