打开冰封的世界,让生命之花永远绽放

2018年11月15日 7569人阅读 返回文章列表

【厉害了,活体休眠】打开冰封的世界,让生命之花永远绽放

洪艳 思邈健康 上海市第一人民医院男科李铮

在男性生育力下降的今天,有关男性生育力保存、有关辅助生殖试管婴儿技术越发引起关注;继“厉害了,中国试管婴儿!一起为你打CALL”之后,关于活体休眠、冻存技术格外引起关注,下面有请我们男性健康中心洪艳主管技师为您解疑答惑

活体休眠 

是指生命过程中的一个停顿状态,它是一种可以随意施加或去除的停顿状态,在个体休眠时会被认为一直存活着。当人们惊喜地发现冰封深埋在盐层中的细菌在数百亿年后还可以复活,冷冻作为一种可以进入活体休眠的方法,被广泛应用于我们生活的各种领域。对于一些简单的生命形式,可以简单地脱水,再次湿润便可复活。但在任何一种哺乳动物身上还没有实现冷冻后全面回复的。

随着冷冻技术的不断发展,活体休眠变为可能,人类的未来充满希望。在医学领域,身体衰弱的老人和无药可治的病人,通过冷冻等待治疗方法问世的那天。活体器官经冷冻被保存,用于需要的人。现今人类生育力保存已成功实现,胚胎、卵子、精子及睾丸的冷冻保存技术快速发展,使不孕不育患者看到了希望。通过不断改进与尝试,虽然复苏的存活率有很大提高,但冷冻损伤难以避免,未来主要目标将是开发新的冷冻技术--避免冷冻损伤的方法。

经科学家验证,任何情况下,在-197℃的液态氮中的储存基本上可以看作是无限长的。储存问题并非主要的难题,最主要的危险与冷冻和解冻过程相关。冷冻损伤的首要因素是由于冰晶的形成而对细胞造成机械损伤。当冷冻的过程越缓慢,所形成的冰晶的体积也越大,数量越少。冷冻过程越快,结果则相反。其次是存在危险浓度的电解质,冷冻过程涉及细胞脱水,细胞内剩余液体含有高浓度的盐类,彻底改变了细胞内环境,对细胞造成损伤。另外,还包括寒冷对生命进程中微妙的平衡状态产生不均衡效应,造成新陈代谢失衡。在冷冻过程中对细胞会产生热冲击和渗透压改变的冲击。另外,在解冻过程中对细胞造成损伤可能更为剧烈。

冷冻保护剂

可以效地预防或减轻冷冻损伤,使冷冻效率大大提高。理想的保护剂是细胞可以很容易渗透,防止各种冷冻损伤而本身无毒性,并在解冻后可以轻易去除的物质。常用于生育力保存的冷冻保护剂分渗透性保护剂与非渗透性保护剂两种,主要成份分别为甘油,乙二醇和蛋黄,人血清白旦白等。

1985年,玻璃化冷冻鼠胚胎首先获得成功。之后玻璃化冷冻保存技术被成功应用于动物卵母细胞、血细胞及胚胎,眼角膜、皮肤、血管等组织中。

玻璃化

是指水或溶液快速降温达到或低于-100℃~-110℃的温度范围时,形成一种高黏度的介于液态和固态之间、非晶体的、透明的玻璃态。 玻璃化冷冻技术利用高浓度的冷冻保护剂溶液将细胞内水分置换出来,经急速降温由液态转化为外形似玻璃状的非晶体化固体状态。由于快速冷却,低温时形成透明的玻璃状固体,冷却过程中黏度很高,但无冰晶形成,从而避免冰晶形成对细胞脂质膜及细胞骨架结构的损伤,保留细胞内外液体正常的分子和离子分布。现已成功运用于人类胚胎保存。

虽然完全避免冷冻损伤的方法我们还未找到,但人类探索的脚步从未停歇。生命不仅仅是我们所知的生命,如果文明能够继续下去,那么未来将呈现一个美好的世界。未来将有很多的不同,揭开冰封世界的奥秘,希望生命之花永远绽放。

对于男性生育力保存的话题,科学家还有许多的事情要做,还有很多的路要走,我们期待,期待会更好。

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上海交通大学附属第一人民医院泌尿外科中心男性健康评估中心/辅助生殖科男科实验室是国家卫计委重点专科,亚洲男科学协会与中国医师协会男科医师培训学院的依托单位,是上海分子男科学与上海生殖医学重点实验室临床基地。建立了以男性生殖医学为学术研究方向和技术平台,在无精子症显微外科治疗方面与国际同领域接轨,在单精子冷冻保存领域处于国际领先地位。

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