长期冻存细胞会影响活力和功能吗?这些研究告诉你答案

白亦谈养护 2024-07-17 21:14:54

当细胞存储成为新的健康消费趋势时,越来越多对健康管理拥有前瞻眼光的中产及高净值人士家庭,不仅在新生儿出生时储存脐带及胎盘间充质干细胞,更想趁着年富力强的时候,选择将自己的免疫细胞存储起来,为健康“上一份保险”!

“细胞存储”这个概念由来已久,我们亦可以称之为“生命资源宝库”。那么细胞存储在-196℃的液氮容器中,是否真的可以冻存20年、30年,甚至更久?长时间保存会影响细胞质量吗?长期冻存再恢复后,会影响细胞活力吗?

-196℃的故事从冻存精子的历史说起

或许您未曾了解,液氮储存技术与我们的羁绊早在上个世纪就已经开始了,甚至更早。

据报道,悉尼大学的研究者,解冻了一批羊的生殖细胞,这些生殖细胞从1968年起就一直保存在-196℃的液氮里,已有50年。他们在显微镜下观测了这些精子的活动能力、存活率及DNA完整性等特征;随后,用这批精液对56只母羊进行人工授精,最终有34只母羊成功受孕,出生率达61%。这批生殖细胞来自四只公羊,它们出生于1959年到1965年之间,早已不在羊世,却在几十年后又拥有了后代。

△一只由1968年的精子繁育而来的美利奴羊,出生于2018年

“这清晰地说明了长期冷冻储存生殖细胞的可行性。实验结果表明,即使生殖细胞被冷藏于液态氮中长达50年之久,生殖细胞的繁殖能力也不会衰退。”研究带头人Simon de Graaf说。

-196℃液氮为生命按下暂停键

氮气具备优秀冷却剂的特质,它无色无味,性质非常不活泼,基本不会对被冻存物体的化学性质产生影响。

低温之于细胞,可能是一把双刃剑。虽然-196℃能将其长期冻存,但想让细胞安然横跨200度的温差可不是一件简单的事。

△在-196℃液氮环境中,连微生物也无法生存

所以为求一个“刚刚好”,实验室里一般都会采取梯度降温法,如按照4℃、-20℃、-80℃、-196℃(液氮)的顺序逐级给细胞降温,让细胞有足够的时间(部分实验会让细胞在-80℃维持1-2天再继续降温)去适应温度,减少冻存过程对细胞造成的损伤。

自温度降至-120℃开始,细胞内部便不会发生热依赖性代谢过程了,当温度来到-196℃,此时细胞内能极小,分子运动趋近于停止,就像细胞内的时间被按下了“暂停键”,生命活动也被冻结。所以,排除其他外部因素,在-196℃的环境里,理论上细胞是可以实现“永生”的。

文献证实:冷冻保存20年以上的间充质干细胞仍具有强大的分化潜能

一项研究对经过23至25年低温保存的人细胞样本进行了解冻和扩增繁殖以获得间充质干细胞,并与新鲜采集的人细胞样本进行比较,以评估其恢复效率、生长特性及分化成不同细胞类型的能力。结果表明,二者间充质干细胞在体外分化为成骨细胞、脂肪细胞和神经元细胞的能力相似。证实即便经过长期(23-25年)冷冻保存,仍可以获得具有良好分化能力的间充质干细胞。

在这项研究中,研究人员评估长期冷冻保存的间充质干细胞(MSCs)的活力及分化潜能。结果发现:

①尽管长期冷冻保存和解冻后部分细胞被损坏,但经过培养仍然可以获得适量的贴壁健康细胞。

②可以从长期冷冻保存的原代培养物中获取到间充质干细胞。

③长期冷冻保存间充质干细胞仍具有强大分化潜能:结果表明,冻存组和对照组获得的P3培养物分化成成骨细胞、脂肪细胞和神经元细胞的能力没有显著差异,表明长期冻存和解冻并未损害间充质干细胞的分化潜力。

数据表明:冷冻保存的免疫细胞仍显示出很高的抗肿瘤效力和特异性

2022年10月一篇名为《冷冻保存的免疫细胞对CAR-T制备和临床应用的影响》的文章发布,对比了从成人外周血分离的新鲜免疫细胞和分离后冻存过的免疫细胞在制备CAR-T后细胞的活性及临床应用后患者的临床治疗情况。

△国外研究证明了冷冻保存免疫细胞临床治疗的有效性

研究数据证明,冷冻保存的免疫细胞仍显示出很高的抗肿瘤效力和特异性,且能扩增足够的细胞数量用于临床治疗肿瘤并使患者完全缓解,并且对比新鲜免疫细胞,效果没有统计学差异。这再次印证了冻存后的免疫细胞可用于今后细胞临床治疗的可行性。

具体到临床数据上,在118名接受临床治疗的患者中,有115名获得了临床缓解,73%实现了客观缓解,并且冷冻后的免疫细胞与新鲜免疫细胞具有相同的作用效果(见下图)。此外,冷冻细胞技术也为CAR-T细胞的制备提供了相当大的灵活性,这在干预高度晚期癌症患者时经常需要。7名患者在CAR-T制备过程中临床恶化,决定先冷冻储存,在稍后的时间点复苏使用,最后有4名患者达到了完全缓解状态。

△冷冻后和新鲜的免疫细胞具有相当的杀伤肿瘤能力

综上所述,不论是新鲜的还是“冷藏”后的,细胞都是我们身体的勇敢战士。以上研究证明,即使经过冷冻保存,它们的战斗力也几乎没有减弱。对于许多患者来说,这一发现可能是一条新的疾病干预之路,也是一个充满希望的未来。那对于健康的我们来说,若能将这些战士“冷冻”起来,以备将来之需,也是明智之举。

长时间的存储,我们必须选择一家值得信赖的存储机构,才能保证我们细胞的存储安全。而一家靠谱的细胞存储机构,对其硬件设施、技术实力和质量管理体系均有苛刻的准入门槛,且这类存储机构要接受政府相关部门监管,值得客户信赖,是选择储存机构的首要条件。其次,要按照《细胞库质量管理规范》执行,从细胞入库、冷冻、深低温保藏到出库都严格要求,需符合多项质量体系和资质认证。

参考资料:

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