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低温保护剂及冷冻损伤机制的研究

作者:天驰液氮罐 来源:原创 日期:2017-06-12 8:09:50 人气:59 加入收藏 标签:低温保存

一、低温保护剂的研究

一般的生物体在没有添加冷冻保护剂的情况下经历低温很难存活下来。但是低温保护剂也有一定的毒性一般通过复配多种冷冻保护剂以期获得具有保护效果且毒性小的效果。因此合理的选择和配制低温保护剂并选择合理的添加及去除方式对提高生物样本低温保存的成功率至关重要。但是不同细胞组织适合的抗冻剂各有所异目前也没发现有普遍规律可循。

DMSO与甘油是常用的渗透型保护剂有专家用含10% DMSO与50%胎牛血清的冷冻保护介质在-156℃保存内皮祖细胞可保存18个月而不丧失其表型特征与生物学功能。精子的保存过程中用到甘油的比较多多个研究表明在精子保存过程中添加6%-75%的甘油有较好的效果。

通常认为渗透性和非渗透性保护剂的联用可以改善低温冻存效果结果也被Petrenko的研究所证实的研究表明低温保护剂使用可能不像以前想的那样有益无害会增加其细胞毒性。在用冷冻保护剂改善低温冻存效果时应考虑冷冻保护剂细胞毒性对冷冻对象的影口向。

在研究肿瘤组织的低温保存时低温保护剂的筛选将是很重要的一个研究内容。在保证成活率的前提下低温保护剂对细胞的毒性将是考虑的重要因素如低温保护剂对细胞内DNA、RNA或蛋白质的影响等。另外肿瘤组织中并不是单一的一种细胞而不同细胞适合的冷冻保护剂又不尽相同这又将成为研究中要克服的另一难题。

二、冷冻损伤机制的研究

目前普遍认可的关于冷却过程中细胞受损的原因就是“两因素假说”一是过快冷却造成胞内冰的形成冰晶对细胞造成物理性的损伤二是过慢冷却造成的溶质损伤其造成细胞损伤的原因比较复杂有研究认为是因为细胞长时间暴露在高浓度电解质溶液中导致膜分解阵}还有研究认为是细胞膜脱水收缩造成细胞膜渗透性发生不可逆的增加哪}。复温过程对细胞造成的损害也不容忽视一般复温过程中对细胞造成损害的因素有胞内冰再结晶或者是细胞膜渗透性的变化。此外低温保护剂的种类、浓度、加入和去除方式也会对细胞带来损伤。

何波等对深低温冷冻损伤导致细胞死亡的机制进行了研究认为在冷冻过程中胞内冰损伤和溶质损伤是导致细胞损伤的独立因素前者引起细胞死亡的方式是坏死后者包括电解质与DMSO是导致细胞凋亡并且冷冻导致的细胞死亡无周期特异性。RagoonananVlsz的研究认为共晶体的形成导致了脂双分子层脱水而脂双分子层在冷冻复苏过程中维持细胞膜结构并且PVA聚乙烯醇会改变胞内冰的形态促进胞内冰对细胞膜的损坏。

对细胞和组织进行冷冻损伤机制的研究可以为成功保存细胞组织乃至器官提供理论基础因此对肿瘤组织在低温保存过程中的损伤机制进行研究也是非常有必要的。

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