专栏名称: 癌图腾
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球状干细胞聚集体可常温存活七天

癌图腾  · 公众号  · 医学  · 2017-06-03 13:11

正文

间充质干细胞球无需冷藏可保存7天以上


澳门大学健康科学学院徐仁和科研团队取得重大突破,发明一项新专利技术能令干细胞在常温下可储存7天以上而不失生物活性,不再依赖费用高昂的冷冻保温设备和繁琐的冻存手续,打破传统干细胞运输的局限,开启了细胞常温储运的新篇章。该研究获国际著名生物材料期刊《Biomaterials》发表。

该研究题为“Spheroidal formation preserves human stem cells for prolonged time under ambient conditions for facile storage and transportation”(人干细胞聚集成球可在常温下长时间储存和运输),共同第一作者为澳大健康科学学院博士研究生蒋斌和博士后研究员燕丽,澳大健康科学学院助理教授黄冠豪研究小组也参与研究。

本文源自:中国生物工程研究

该研究发现透过悬滴法或其它方法制备人间充质干细胞球,可增强细胞活性。即使没有氧气供应,这些细胞球在封闭并充满常规培养基的存储管内,常温下可保存长达11天,细胞存活率达90%以上。此法还适用于人多能干细胞。


干细胞存在于骨髓、血液、大脑、脊髓、皮肤、角膜缘等处,负责更新、修复体内各种受伤的组织、器官。通过干细胞移植可以令受损的组织器官得以修复,恢复其机体功能,因此干细胞研究具有重要的临床治疗价值。然而,干细胞的培养环境和保存方式要求甚高,如长时间(24至48小时以上)暴露在不宜的温度、湿度、氧气和二氧化碳浓度下,细胞会逐渐失去功能和活性。


目前,干细胞的长途运输主要采用冷冻运输,但成本高昂,动辄可达数百甚至上千美元;而短途运输可以细胞悬浮或贴壁培养进行;但携带的细胞数量有限,且细胞活性在48小时后均显著下降。澳大新技术打破上述传统细胞运输的局限,只需数美元的普通试管和培养基便可储存及携带任何可聚集成球的干细胞和非干细胞,适用温度范围为10℃至37℃之间。


著名干细胞专家,美国霍普金斯大学教授程临钊、斯德尔研究所研究员李凌衡和北京大学教授邓宏魁对此给予了高度评价。程临钊表示,这项新技术有望彻底改变存储和运输细胞的方式,他也很期待与澳大相关研究人员一起验证和优化此技术。李凌衡和邓宏魁进一步指出此方法可望免除细胞冷冻和复苏的繁琐程序,大大简化细胞运输和通关手续,有利于推进干细胞的基础研究和临床应用。


本课题获澳门大学和澳门科学技术发展基金资助,该技术已申请专利。

Spheroidal formation preserves human stem cells for prolonged time under ambient conditions for facile storage and transportation https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2017.03.050

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961217302077

(来源:澳门卫视 2017-05-05 )

【扩展阅读】 可常温保存的干粉状人工血液诞生

【思考问题】 如何随身携带细胞株


【关于DMOSO】:尽管DMSO作用重大,但是它有毒!因此,人们也在寻找它的替代物,如甘油和各大公司开发的专利配方。科学家努力开发各种不含DMSO的细胞冻存保护剂。不过,到目前为止,还没有一种冷冻保护剂能真正取代DMSO。


细胞培养技术创建于1907年,历经一个世纪磨练与升华,现已成为自然科学领域不可缺少的研究方法之一。小伙伴们要想在如今细胞培养技术广泛渗透的科学研究领域搞好科研,最基础的细胞株的冷冻保存和解冻复苏技术自然不能忽视!下面来了解下细胞冻存那些事。


关于细胞冻存那些事儿~~


1
低温储存综述


随着细胞被冷冻至冰点以下,悬液中冰晶和溶质的浓度有所增加。如果冷却过程中,胞内水分可以渗出细胞,则可以减少胞内冰晶。通常1℃/min的降温速度可以促进此过程。但是,水分的丧失会导致细胞收缩,当这种收缩达到一定程度,又会导致细胞活性的剧烈下降。冷冻保护剂,如甘油或者二甲基亚砜(DMSO),可以缓解这种效应。细胞冻存的标准程序是在含有冷冻保护剂的培养基中,将细胞缓慢冷冻至–70℃,然后将冻存管转移到液氮中以保持低于–130℃的环境。



2
冻存液


5%-10%的甘油和DMSO是最常见的冻存保护剂。虽然DMSO对细胞有毒性,但是与甘油相比,其渗入细胞的速度更快,而且冻存重复性更好(而且细胞复苏效率更好)。但是,DMSO一方面会导致某些细胞(如HL-60早幼粒细胞)分化,另一方面对某些细胞(如HBE4-E6/E7肺上皮细胞)的毒性也过大。对于这些细胞,则应使用甘油。甘油可以通过高压蒸汽灭菌,而DMSO只能通过过滤除菌。DMSO或者甘油至少应达到试剂级(或者更高级别,如细胞培养级),并且分装,避光保存。



3
冻存管


冻存管材质分为两种:玻璃或者塑料。玻璃管更难操作,但更适合珍贵细胞的长期保存,而且一旦适当密封,其安全性也更高。

4
程序降温盒


有很多方法可以实现1℃/min的降温速度。电脑控制的可编程电子降温系统是最好的方式,可以精确保持降温速度。这也是ATCC唯一采用的方法。但这种设备价格较高,仅当对冻存非常敏感的细胞时才有必要使用。


比较经济的方式是将冻存管放置于冻存盒中,在低于–70℃的冰箱中冻存24小时。已有一些商业化冻存盒产品能够非常接近1℃/min的理想降温速度。或者可以将冻存管放置于壁厚大约15mm的1L容积的聚苯乙烯盒子中,并填充入纸、棉绒或者泡沫起到隔热的作用。


5
液氮罐冻存


长期保藏所需要的超低温(低于 -130℃)环境,可以使用低温冰箱,更普遍的方法是保存在液氮罐中。液氮储存分为两种方式:将冻存管完全浸入液氮中或者悬于液氮液面以上的蒸气中。液体体系需要更多的液氮,后期维护简单,但是液氮有可能进入密封不严的冻存管中,并在细胞复苏时发生冻存管爆炸。


6
冻存程序




以下程序适用于大多数细胞,如果必要,可以适当调整。冻存培养基的配方请参考其细胞说明书。

1.冻存前先检测细胞是否受到细菌、真菌、支原体和病毒的污染。通常冻存后10-14天才能得到污染检测结果,如果确定有污染,应将该细胞销毁。


2.冻存培养基由完全培养基和5% DMSO(ATCC No. 4-X)组成。由于DMSO的溶解会放热,所以不能向细胞悬液中直接加入未稀释的DMSO。


3.以温和速度(125g×10 min)离心收集细胞,并以1×10*6-5×10*6活细胞/ml的密度重悬细胞。继续培养细胞直到复苏后细胞活性得以确定。


4.在冻存管上标记好细胞名称,编号和冻存日期等信息。然后每管加入1-1.8 ml细胞悬液(视冻存管体积)并密封。


5.室温条件下,将细胞在冻存培养基中平衡15-40 min(勿超)。这段时间中,可以将细胞悬液等分加入冻存管中。40min后,细胞活性可能会受到DMSO的影响而下降。


6.将冻存管置于已预冷至4℃的程序降温盒,并将降温盒置于-70℃(或更冷)的冰箱中至少24小时。或者,使用已预冷至4℃的可编程电子降温系统以1℃/min的速度将冻存管降温至-40℃以下,然后迅速降至-130℃。







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