瑞杰干细胞干细胞为什么要存储在液氮中

时间:2022/4/30 13:13:22 来源:白血病_白血病的预防与诊治 作者:佚名

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“永生”几乎是无数人的梦想,古代一些帝王或是贵族还会炼制丹药、求仙问道,试图延长寿命,追求所谓的长生,然而这似乎是一个不可能实现的梦想。那么,人类的自然寿命到底是多少呢?曾有研究表明,哺乳动物的寿命相当于成熟期的8-10倍,生长期的5-7倍,而人类的成熟期为14-15年,生长期是20-25年,因此人的自然寿命可达到-岁。还有按照细胞分裂的次数和周期来算的,分裂次数约为50次、周期平均为2.4年,人的自然寿命应在岁左右。别说“永生”了,能活到岁的人,已经是高寿了。所以,又有聪明人想出了聪明的办法,把人“冷冻”起来,到未来某个时刻再“解冻”,不就相当于“永生”了吗?“冷冻技术”在很多生物上都已经实现,细菌、病毒等低等生物就不用说了,有人曾经尝试过将活鱼在液氮中冷冻,然后取出放置在温水里,奇迹出现了,冷冻的鱼竟然逐渐复苏。然而,如果要上升到人体,也就是人体冷冻技术,那还是当今科技的超级难题,有人把它和曼哈顿计划、阿波罗计划、人类基因组计划并列,堪称科技奇迹。人体冷冻技术是把人体在极低温(一般在摄氏零下度以下/华氏零下以下)的情况下深低温保存,并希望可以在未来通过先进的医疗科技使他们解冻后复活。有人会提出疑问,人体长时间暴露在零下5摄氏度的环境中就会被冻伤,为什么在零下摄氏度的环境中却不会受伤呢?说到这,我们就必须了解一下莱顿弗罗斯特效应。莱顿弗罗斯特效应是指液体不会润湿炙热的表面,而仅仅在其上形成一个蒸汽层的现象,也就是当液体遭遇极度炙热时就将化作一层绝缘的气态防护层。简单来说,水滴在接触极度炙热的表面的时候,底部会立刻形成一层水蒸气,将水滴和热源隔离开,让水滴悬浮在空中,外面包裹着一层水蒸气,水蒸气的热传导性能很差,并且悬浮翻滚散热,很难吸收更多的热量,气化的速度会大大减慢,这就是莱顿弗罗斯特效应。其实这个现象在日常生活中很常见,刷干净锅,准备烧锅炒菜的时候,锅中总有那么几颗水珠转来转去,着急放油却没法放。换一种情景,人体的温度是37摄氏度,液氮的温度是零下摄氏度,两者相差摄氏度,这个时候液氮将会汽化成气态,并在人体和液氮之间形成一个保护层,保护人体不会被冻伤。(看到这段文字的人,千万不要好奇心泛滥,把手放进液氮里做实验,如果人的皮肤直接与液氮接触,2秒之后会被冻伤,而且是不可逆转的伤害。)然而,迄今为止,没有一例冷冻人体复活成功。如果说人体冷冻是向死而生,那么干细胞冷冻,则是生而再生。干细胞作为再生医学的核心技术,近20年来获得了突飞猛进的发展,推动着医疗、预防医学、保健等行业发生了颠覆性的革命,为人类的健康和生活带来了福音。0年代,美国纽约血液中心Rowe实现了红细胞的低温保存。年,他将在液氮温度下保存了12年的红细胞复苏后进行检查,没有发现任何生化和功能上的变异,从而从实践上证明了生物材料可以在低温下长期存活。80年代以来,理学和工程学进入低温保存研究领域,低温工程理论及实用设计原理的不断更新及应用,低温生物学的研究快速发展。到了20世纪末,随着科学方法的不断进步以及冷冻方法的不断完善,低温保存技术广泛的应用到了临床上。新生儿围产组织干细胞是从新生儿脐带,胎盘组织中提取的,过去一般是作为医疗废物来处理。新生儿围产组织干细胞资源丰富,可变废为宝,对供者(母婴)无任何不良影响,病毒感染风险低,人类白细胞抗原组织配型相合要求低,移植后发生排斥反应的危险性小,移植物抗宿主病反应低,干细胞不受疾病、衰老等影响。每一个细胞就是一个活的生命体。从人体温度的37摄氏度到零下摄氏度,超过多摄氏度的温差,直接冷冻会将细胞直接冻死。要在储存的过程中充分保证细胞的活性,温度的把控和调节至关重要。实验室进行细胞保存是需要加入保护剂,以及按照一定的规范流程进行操作的,并不是直接扔到液氮中。时至今日仍以二甲基亚砜为保护剂、低速率降温后液氮冻存。人们推算用这种方法保存细胞,细胞能存活数世纪。实验室提取到干细胞组织后,先将干细胞暂存于零下80摄氏度冰箱,然后转移至液氮中?干细胞经过降温后保存于零下摄氏度的液氮中12个月?几年甚至几十年后,仍有很高的细胞活性?通常认为零下80摄氏度时,细胞内外各种溶质基本达到平衡,此时细胞内酶的活性基本消失,但仍有微量生命活动,仍然会消耗能量,不适合长时间保存?零下摄氏度的液氮深低温冷冻保存能阻断各种酶的活性和细胞代谢,可长期保存细胞并保存细胞活力?干细胞冻存于液氮后,细胞基本活动停止,其各项指标较之前有降低的情况,主要与冻存和复苏的过程有关,细胞经历降温和复温的过程,会引起细胞内形成冰晶及渗透压改变,过程中有部分细胞不可避免地受到损伤。细胞活性有一定比例的损失,主要是已分化成熟的细胞,这部分细胞丢失并对移植影响不大。有科研人员对存储了1-20年的脐带血干细胞的质量进行分析,得到了如下的数据:冻存12个月后平均细胞活力仍为90.86%,1~2年为84.3%,2~3年为84.7%,3年以上为85.9%,冻存20年后细胞活力为75.78%?年,医院救治一位49岁,体重达87公斤的白血病患者,使用了一份年已经冻存14年的干细胞,复苏后细胞活性达96%?年12月,女孩晓颖确诊为急性髓细胞白血病,之后移植了一份冻存时间长达15年的造血干细胞,按年龄来说,这份脐带血居然还是她的“姐姐”。“脐血姐姐”虽沉睡了15年,但它依然生命力旺盛——移植前复苏活性检测高达94.2%。广东1份冻存了15年后复苏的干细胞活性仍达到94.2%,于年救治了广东省11岁急性髓细胞白血病女童患者,目前其身体状况良好?年北京使用一份采集于年5月,冻存18年11个月的干细胞,复苏后细胞活性为97.16%?美国脐带血干细胞生物学研究权威美国印第安纳大学的Broxmeyer教授团队在年《BLOOD》杂志发表的体外和动物实验研究结果证明,冻存23.5年的干细胞仍可维持其原有的体外增殖?分化?扩增和体内植入潜能?

结尾:

理论上任何细胞在零下摄氏度的环境下都可以永久保存。细胞保存的技术至今已有几十年的历史,至今为止保存了70年的细胞仍然有活性。干细胞保存技术也有20多年的历史,20年前保存的干细胞至今仍然可以应用于临床。所以说干细胞是可以永久保存的。但是干细胞保存的质量取决于干细胞库的技术、标准等因素。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇

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