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近年来，脑类器官已经在研究人脑发育、脑部疾病模型、新药开发等领域展现出巨大潜力。这类由各种神经细胞在体外培养构建而成的复杂结构，具备了神经功能与神经网络活性。不过，相比于胚胎、多种其他器官以及类器官，脑类器官有一道尚未攻克的难题，那就是实现冷冻保存。
由于脑类器官拥有复杂的神经活动，在冷冻与解冻过程中都会造成功能损伤，因此针对其他器官的冷冻保存手段并不适用于脑类器官以及活体脑组织。这样的缺陷也限制了脑类器官的可及性以及脑部疾病研究。
现在，由复旦大学脑科学转化研究院邵志成研究员领导的研究团队在一篇Cell Reports Methods论文中，开发出一种全新的冷冻保存方案，可以在不破坏神经细胞的情况下保存脑类器官，保留其细胞结构与功能活性。这项名为MEDY的技术还可用于冷冻保存多个大脑区域的特异性类器官，并且保留患者来源脑类器官的病理特征。
在这项研究中，为了找到最合适的冷冻保存试剂，研究团队首先将脑类器官浸泡在多种不同浓度的试剂中，经过液氮冷冻、解冻观察细胞生长及死亡的情况，找了了几种具有保护作用的候选试剂。随后，通过对候选试剂的组合，研究团队筛选出了效果最佳的试剂——1%的甲基纤维素（methylcellulose）+10%的乙二醇（ethylene glycol）+10%的二甲基亚砜（DMSO）+ 10 μM的Y27632（一种激酶抑制剂）。根据首字母缩写，这种混合试剂被命名为MEDY。
接下来，研究团队在各种不同条件下检验了MEDY对脑类器官的保护效果。无论是对于脑类器官，还是背/腹侧脑、脊髓、视泡这些脑区特异性类器官，以及来自癫痫患者的脑类器官，MEDY都能实现脑组织的冷冻保存，并保持病理特征。
▲MEDY起到了保护脑类器官功能结构的效果 （图片来源： 参考资料[1]）
在MEDY中冷冻长达18个月后，解冻后的脑类器官外观、生长与功能均与未冷冻的同龄脑类器官高度相似。研究团队发现，MEDY通过抑制细胞凋亡的路径，起到了对脑类器官的保护作用。
▲研究示意图 （图片来源： 参考资料[1]）
由此，这项进展将有助于多种神经类器官和活体脑组织的大规模生产与储存，有望为神经系统疾病的研究打开新的大门，推动基础研究、医学临床应用与药物筛选。
封面图来源：123RF
参考资料：
[1] Weiwei Xue et al, Effective cryopreservation of human brain tissue and neural organoids, Cell Reports Methods (2024). DOI: 10.1016/j.crmeth.2024.100777
[2] New technique to freeze brain tissue without harm. Retrieved on May 17th from https://medicalxpress.com/news/2024-05-technique-brain-tissue.html
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