上海
小口径动脉移植物（直径＜6 mm）是血管重建的长期难题。玻璃化保存虽能抑制冰晶，却常常依赖高浓度低温保护剂（CPAs），由此带来的化学毒性与渗透压冲击又会损伤细胞。
近日，中国科学技术大学赵刚教授团队在Materials Today Bio发表题为Low-ToxicityVitrificationofSmall-Diameter Arterial Grafts by Achieving aCryo-Stasis State的研究论文，提出“低温稳态（Cryo-Stasis）”概念，并构建CTX-RYST（Cryo & Toxico‑Regulated Yoke‑Steadying Technology，低温与毒性联合调控稳态技术）低毒玻璃化体系。该策略不简单以牺牲抑冰能力为代价，而是通过低剂量复合冰抑制剂与一步快速卸载的协同，尝试同步控制冰损伤和溶液损伤。在大鼠颈动脉移植模型中，术后42天的组织学狭窄程度由24.3%降至3.5%，接近新鲜血管对照。
一、被忽略的“卸载损伤”
传统认知中，保护剂浓度越高，化学毒性越大。但该研究的实时监测发现了一个反直觉现象：细胞死亡的高峰并不完全集中在保护剂加载阶段，而是在高浓度暴露后的卸载过程中快速攀升。这意味着，渗透压的剧烈变化同样是关键损伤窗口，而不仅仅是“浓度”本身的问题。
团队由此将优化策略从“单纯降低保护剂浓度”拓展为“提升细胞耐受 +缩短卸载暴露”。
二、CTX-RYST：重平衡冰损伤与溶液损伤
研究构建了完整的CTX-RYST技术体系：复合冰抑制剂（ CTX）：筛选聚乙烯醇、海藻糖、L-脯氨酸等低剂量组分，利用协同效应在抑制冰晶生长的同时，提高细胞对高渗环境的耐受。低温显微镜显示，采用CTX后冰晶半径由37.4 μm降至11.9 μm，复温熔化焓由19.99 J/g降至0.28 J/g——说明其在抑冰层面并未“降级”。一步卸载液（ ULS）：将传统约60分钟的多步卸载流程压缩至15分钟，减少细胞在保护剂去除阶段的持续暴露。优化后，HUVECs贴壁率由8.3%提升至88.6%。
三、核膜稳定性：抵御渗透冲击的关键环节
机制研究表明，传统VS55处理后，核膜骨架蛋白Lamin B1在核周边的定位信号明显减弱；而CTX-RYST能较好地维持其核膜定位。过表达Lamin B1可在一定窗口内提高细胞耐受，敲低则会加重DNA损伤。这一发现将保护剂损伤的认知从“膜渗透压”层面，推进到“细胞核力学稳态” 层面，也为后续保护剂配方的理性设计提供了新靶点。
四、从细胞到动物：多重验证
在组织层面，研究建立了基于细胞核面积分布的“核形态指纹”，用于定量区分冰损伤与溶液损伤。传统VS55组呈现典型的溶液损伤特征，而CTX-RYST组的核面积分布更接近新鲜对照。功能层面，经 CTX-RYST保存的动脉环在培养后仍能观察到细胞迁移与微血管样结构形成，且内皮细胞与平滑肌细胞同时被检出。力学测试显示，其应力松弛与蠕变参数与新鲜动脉无显著差异，避免了传统保存后组织硬化的现象。在大鼠颈动脉移植模型中， 42天随访结果显示：CTX-RYST组狭窄发生率为14%（传统组为86%）；组织学狭窄程度为3.5%±4.1%（传统组为24.3%±13.3%）。多普勒超声也显示其血流动力学在观察期内相对稳定。
五、定位：新范式的起点，而非临床终点
值得注意的是，当前证据主要来自大鼠模型与42天随访。面向未来的转化应用，仍需在大动物模型中验证长期通畅性与安全性，并针对不同组织优化配方组分。该研究的价值在于将玻璃化保存的优化重 点，从单一的“抑冰-低毒”权衡，拓展为“抑冰-耐毒-卸载减损” 的系统性框架，并将评价终点从形态延伸至核膜稳定、组织粘弹性和移植后功能。这项工作为活性血管及复杂组织的低毒玻璃化保存，提供了一个可量化的实验范式和新的技术起点。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2026.103439
制版人：十一
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（*排名不分先后）
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