冷冻保存广泛用于保存血液,胚胎,精液和许多其他生物学应用。但是,结晶会损害细胞和其他有价值的组织。
研究人员尝试了各种类型的冷冻保护剂,其中一种是乙二醇,用于汽车辐射器中,以防止它们冷冻。科学家开发了一种使用冷冻保护剂模仿冷冻过程的新方法,以保存细胞和组织而不结晶且毒性低。
当细胞首先暴露于小浓度的冷冻保护剂时,它们有足够的时间膨胀时,可以通过迅速添加大量的冷冻保护剂来保存细胞,从而将细胞保持不含。该过程称为无冰的冷冻保存或玻璃化,这可能导致保存的细胞或组织中总体低毒性。
与使用常规方法相比,新的程序在侵入后产生了80%的强细胞存活率,而生存率为10%。
“这可能是迈向保护更复杂的组织和结构的重要一步,”说俄勒冈州立大学化学,生物学和环境工程学院的副教授亚当·希金斯(Adam Higgins)。
希金斯补充说,玻璃化最大的唯一问题是使用冷冻保护剂带来的毒性。这些发现有助于解决限制因素,并可能导致识别毒性较小的冷冻保护剂。研究人员希望这一过程可以导致更复杂甚至完整的器官玻璃化。
展望未来,玻璃化的广泛应用可以发展组织再生的医疗领域。在这个领域,可以使用干细胞在实验室中生长组织甚至器官。借助玻璃化,可以将新生长的组织分成小批量,然后存储并随后移植。可以将捐助者的重要器官保存为例行程序,直到完美匹配。从理论上讲,正常人可以选择从干细胞中生长心脏或任何重要器官,并保存并存储,直到出现对移植的需要。
“我们的结果证明了最小有毒玻璃化程序合理设计的潜力,并为我们的优化方法扩展到其他粘附的细胞类型以及更复杂的系统(例如组织和器官)铺平了道路,“研究人员”写在发表在杂志上的研究中PLOS一个11月25日。