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细胞冻存技术的发展历史及应用

点击次数:1953 发布时间:2014/4/9

   细胞培养技术自1907年开创以来,历经一个世纪现已成为自然科学领域不可缺少的研究方法之一。在细胞培养技术广泛用于科学研究领域的令天,细胞株的冷冻保存和解冻复苏这一基础技术日益得到重视。 低温保存是活体组织保存zui常用的方法之一。冷冻保存一般是指在0~196℃进行保存,就是将体外培养物悬浮在加有或不加冷冻保护剂的溶液中,以一定的冷冻速率降至零下某一温度,并在此温度下对其长期保存的过程。主要有-20~40℃ 冰箱保存、-60~80℃深低温冰箱和液氮(-196℃)超低温保存等。
  发展历史
  1. 1776年,Spallanzanizui早发表了“冷”处理对“细胞”生命活动影响的报道。
  2. 十九世纪中后叶,许多早期的工作者(Prevost,1840;de Quatrefages,1853;Mantegazza,1866;Scheuk,1870)重复研究了低温处理对精子活动的影响,得出了和Spallanzani相似的结论。即“冷不能杀死精子”。
  3. 1900年前后,科学家基本上肯定了生物成份能够在零下温度储存的事实。
  4. 二十世纪50年代,Luyet等多位学者发现了电解质浓度对储存细胞的损伤作用,他们的基本结论是。电解质浓度增大是造成储存细胞损伤的主要原因。
  5. 1972年,Mazur等首先根据中国仓鼠组织培养细胞的低温保存实验数据分析,提出关于冷冻损伤的两因素假说目,即冰晶损伤和溶液损伤假说。
  这个假说认为随着温度的下降,细胞内外的水分结冰,所形成的冰晶会造成细胞膜和细胞器的破坏并引起细胞死亡。这种因细胞内部结冰而致的细胞损伤即就是冰晶损伤(Intracellular ice damage)。冰晶损伤是由冷却速度过快造成,冷却速度越快,冰晶损伤越大。
  同时随着温度的下降,细胞外部的水分会先结冰,从而使得未结冰的溶液中电解质浓度升高,细胞膜上的脂质会因长时问暴露在高溶质的溶液中而受到损坏,细胞发生渗漏,导致在复温时大量水分渗入细胞内造成细胞死亡。这种因保存溶液溶质浓度增高而致的细胞损伤被称为溶液损伤(Solution damage)。溶液损伤是由冷却速度过慢,使细胞在高浓度的溶液中暴露的时间过长而造成,冷却速度越慢,此损伤越严重。
  应用方向
  1. 医学方面
  近年来干细胞的研究越来越被人们关注,由于它是一种具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,可分化为多种功能细胞。
  根据发育阶段和取材来源,干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。骨髓和脐血是成体干细胞的主要来源。
  骨髓干细胞在骨髓中含量极少,约占骨髓有核细胞的十万分之一,所以要在临床上广泛应用首先必须具备先进的冻存与复苏技术。
  而干细胞研究的深入将解决包括癌症等一系列为人们所知的“绝症”。而“冬眠”技术对医学的发展有着里程碑式的意义。
  2. 生物学方面
  细胞冻存技术是生物学保存物种的重要手段。在环境遭到*的破坏动物、植被随时可能面临灭绝危险的今天,更是尤为关键,虽然不是治本的方法,但至少可以尽可能的留下那些曾经存在的生命痕迹。

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