器官欠缺是全球移植领域的最浩劫题之一,,,,,而怎样在体外长时间生涯募捐器官更是要害瓶颈。。。。。。。。克日,,,,,山东ng28.生命科学研究院(以下简称:ng28.生科院)低温医学团队与上海理工大学胥义教授团队的一项新研究为这一难题提供了全新解决计划。。。。。。。。
01、器官欠缺背后
器官移植是终末期器官衰竭的唯一根治手段,,,,,但全球超 90% 期待移植的患者,,,,,因供体器官生涯时间缺乏错失手术时机。。。。。。。。古板 4℃静态冷藏仅能维持器官活性 4-12 小时,,,,,远超时长会引发严重缺血再灌注损伤。。。。。。。。虽然超低温冷冻能更好地“暂停”新陈代谢,,,,,但不可控的冰晶形成往往会直接摧毁细胞。。。。。。。。

针对这一挑战,,,,,研究团队在《Langmuir》(美国化学会旗下物理化学顶刊,,,,,JCR Q2)期刊上揭晓了一项立异研究效果。。。。。。。。团队开发了一种双相等容冷冻系统,,,,,乐成实现了对冰晶成核历程的精准控制,,,,,为无毒性、长时程的器官生涯开发了新路径。。。。。。。。本研究获得了国家自然科学基金(项目编号:52076140)和中国博士后科学基金(项目编号:2023M742370)的项目资助。。。。。。。。
02、等容冷冻新突破
等容冷冻是无冷冻保;;;;;;;ぜ粒–PA)的低温生涯手艺,,,,,使用刚性密封腔室的压力-温度耦合,,,,,抑制冰晶无序生长,,,,,兼具稳固性、易运输性,,,,,适配临床器官移植需求。。。。。。。。但古板单相等容冷冻无法精准控制冰晶成核,,,,,冷冻历程随机,,,,,生涯效率大打折扣。。。。。。。。

此次研究的焦点突破是双相疏散+自动成核调控:设计双相腔室,,,,,将含细胞/ 器官的样品腔与外部成核腔物理隔离,,,,,两种腔室划分盛放生涯液与冷冻液,,,,,热量、压力可转达,,,,,溶质互不扩散。。。。。。。。在冷冻液中加入胆固醇晶体成核剂(生物相容性高,,,,,是细胞膜主要因素),,,,,精准指导冰晶在外部腔室天生,,,,,远离样品腔。。。。。。。。
03、实验验证优势具显
本设计效果显著:-4℃时可爆发 43.8±3.7MPa 内压,,,,,稳固维持过冷状态,,,,,随机冷冻概率降低 50%。。。。。。。。研究同时优化样品容器,,,,,7mL 聚乙烯(PE)管体现最优,,,,,兼顾控温效率与冰晶抑制效果。。。。。。。。
细胞实验效果亮眼:HEK293T 细胞在 - 4℃双相等容冷冻 24 小时,,,,,存活率达 92±3.1%;;;;;;;;生涯72小时后,,,,,细胞增殖能力显著优于古板 4℃冷藏,,,,,活性氧(ROS)损伤大幅降低。。。。。。。。

临床价值:大鼠肾脏经 - 4℃等容冷冻 72 小时,,,,,组织丙二醛(氧化损伤标记物)含量降低 64±6.2%,,,,,要害的 Na?/K?-ATP 酶活性稳固,,,,,肾脏组织结构完整;;;;;;;;而古板 4℃冷藏组肾脏泛起显着肾小管坏死、间质水肿,,,,,功效严重受损。。。。。。。。

优势突出:无毒性冷冻保;;;;;;;ぜ粒,,,规避临床移植免疫危害;;;;;;;;精准控冰,,,,,杜绝冰晶损伤细胞组织;;;;;;;;低温长效生涯,,,,,72 小时仍维持高活性,,,,,远超古板冷藏时长;;;;;;;;适配性广,,,,,纯水、心理盐水、HTK、UW 等多种常用生涯液均可稳固使用。。。。。。。。
现在,,,,,该手艺已完成细胞与大鼠肾脏的验证,,,,,为器官生涯提供了一个全新研究范式,,,,,为临床转化涤讪要害基础。。。。。。。。“ng28.目的不是‘冻住’器官,,,,,而是让器官在低温下‘休眠’,,,,,醒过来还能正常事情。。。。。。。。”ng28.生科院副院长刘志成体现,,,,,接下来团队将进一步推下手艺向人源器官、更永生涯时长拓展,,,,,后续还将团结常温机械灌注、动物移植模子完乐成能评估。。。。。。。。”

除了器官移植,,,,,这套无毒性低温生涯框架还可延伸至干细胞、生殖细胞、濒危物种种质资源的恒久存储,,,,,为生物样本库、再生医学等领域提供通用手艺支持。。。。。。。。
论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.6c00027
延伸阅读:《Langmuir》由美国化学会(ACS)出书,,,,,是外貌化学与界面科学领域的顶级刊物(JCR Q2分区),,,,,以极高的学术严谨性著称。。。。。。。。作为物理化学与质料科学交织领域的“标杆”期刊,,,,,《Langmuir》对论文的立异性与机理深度有着近乎苛刻的要求。。。。。。。。此次揭晓标记着中国团队在低温生物医学的物理机制研究上,,,,,获得了国际主流学术界的权威认可。。。。。。。。