随着细胞和再生医学技术的飞速发展,被冻存的免疫细胞未来有望用于预防和治疗多种疾病,为人们的生命健康增添多一份保障。
细胞存储于 -196℃的液氮容器中,是否真如宣传所言能够冻存 20 年、30 年…… 甚至更久呢?长时间保存会对细胞质量产生影响吗?长期冻存后再恢复,会影响细胞活力吗?
一、细胞冻存技术的历史渊源
细胞冻存这一技术在全球科研领域已有相当长的历史。从冷冻生物学理论分析,在 -196℃深低温条件下,细胞的活性能够长期保存。
关于细胞冻存技术,可追溯至 1776 年。Spallanzani(1776)最早发表了冷 “处理” 对 “细胞” 生命活动影响的报道,他将玻璃瓶中的马精子用雪冷冻 10 多分钟后,再放回室温,发现原本不动的精子又 “复活” 了。大约 100 年后,许多早期学者重复了低温处理对精子活动的影响,得出了相似结论。到 1900 年前后,科学家基本肯定了生物成分(如精子和一些生物化学物质)能够在零下温度贮存的事实。
二、-196℃液氮对细胞生命活动的 “冻结”
当温度降至 -120℃时,细胞内不再发生热依赖性的代谢过程。当温度降至 -196℃时,细胞变得微小,分子运动几乎停止,如同按下了 “暂停键”,生命活动被冻结。
在 -196℃的环境中,排除其他外部因素影响,细胞可以永久保存。
尽管 -196℃的低温可实现长期冻存,但细胞要跨越 200 度的温差并非易事。为确保适当,研究人员在液氮冷冻存储时通常使用 “冷冻保护剂” 和 “梯度降温法”。冻存过程中采用的 “慢冻快融” 方法也有助于保证细胞的存活率。开始时采用较慢的冷冻速度,可逐渐降低细胞内温度,减少冰晶形成和细胞损伤。而在复苏细胞时,则采用较快的融化速度,使细胞迅速恢复到生理状态。
最后,细胞冻存液的管理和记录也是确保细胞长期保存质量的关键因素。通过定期检查和更新冻存细胞,并根据需要进行新的细胞冻存,可确保细胞的最佳质量。同时,记录细胞的冻存日期、种类和数量等信息,有助于日后查找和使用。
三、冻存后细胞的活性状况
在冷冻保护剂和梯度降温的配合下,细胞能够长期存活。那么当细胞经过冻存后重新复苏时,它们的活性又如何呢?
2020 年,美国田纳西州一枚 27 年前冷冻的胚胎被成功 “唤醒”,植入蒂娜・吉布森的子宫,当年 12 月顺利出生,打破了当时冷冻时间最长记录(原为 24 年)。
2021 年《中国免疫学杂志》一篇关于冷冻保存对 NK 细胞活率及其肿瘤杀伤效果的影响研究文章也给出了答案。
研究发现,即便冷冻三个月,NK 细胞复苏后的活力仍可达 92% 左右,复苏 24 小时后,活力仍可达到 80%。这表明它们仍具备良好的战斗能力。NK 细胞能够分泌一种名为 IFN - γ 的物质,有助于击败肿瘤。冷冻后,这一能力虽有所下降,但差异并不显著。
对于新鲜和冷冻的 NK 细胞的肿瘤杀伤效果,实验结果令人欣喜。无论是在不同的靶点对比下,还是在不同的冷冻时间内,它们对癌细胞的杀伤效果几乎无差异。
另外,有些研究还观察到复苏后的细胞在形态和生长特性上与冻存前基本一致。例如,复苏后的细胞能够迅速贴壁,伸出伪足,进行正常的细胞分裂和增殖。这些都说明细胞在冻存和复苏过程中保持了较好的活性和功能。
由此可见,即使经过冷冻保存,冻存细胞复苏后的活性是可以通过合理的操作条件和技术手段来保障的。在遵循正确的操作规程和选择适当的条件下,复苏后的细胞通常可以保持良好的活性和功能。
随着现代医学的发展,科学家们对细胞前沿技术不断探索与研究,细胞冻存也发展成一种具有潜在价值的技术,它可为人们提供预防疾病、增强免疫力和医学治疗等方面的机会。
将健康充满活力的干细胞、免疫细胞存储起来,也成为越来越多人