细胞冻存事情,听起来很简单:降温、放至液氮,要使用时再复暖。但真到了实验室,事情远没这么轻松。
一个个分散的细胞相对好处理,可一旦细胞抱成团,形成细胞球、类器官甚至小型组织,问题马上就来了:外面的细胞已经降温,里面还没跟上;冻存保护剂进去了多少,也很难完全一致。
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结果就是:东西是冻进去了,复苏之后还能不能保持原来的结构和功能,却是另一回事。
而这恰恰是下一代细胞存储绕不开的问题。
01、日本团队换了一种办法:几毫秒,直接“冻住”
在2026年,日本东京大学和理化学研究所的团队在PNAS Nexus上发表了一篇非常有意思的研究,他们没有像以往一样单纯地优化传统慢速降温,而是把目光转向了高压瞬间冻存。
本实验以约200 MPa的高压处理样品,相当于近2000个大气压,在数毫秒内将样品冻结,这样可尽量减少由冰晶形成引起的细胞损伤。
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研究人员分别测试了二维培养的细胞和三维细胞球,观察复苏后细胞的存活、代谢活性及继续培养能力。
说白了,他们想回答一个很实际的问题:细胞长成3D结构后,能不能也像普通细胞一样被妥善保存?
02、结果最值得看的,不只是“细胞活了”
高压瞬间冻存后复苏的二维细胞及三维细胞球均能正常生长,说明高压瞬间冻存对细胞的存活及代谢无明显影响,且复苏后的细胞可继续培养。
另一个值得细胞存储行业关注的细节是冻存保护剂。
传统细胞冻存经常使用DMSO等保护剂,而对它所用的浓度、使用(包括预冷细胞时的暴露)时间以及复苏后去除的要求都必须非常严格。
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▲单层培养细胞(高压速冷,NPF:传统玻璃化冷冻)
此项工作表明,高压冻存可在较低浓度的渗透性冻存保护剂条件下保存细胞。
当然,现在就说“以后冻细胞不用DMSO了”还为时过早。
不过,已有研究提出了一个值得进一步探究的方向:是否可以让复杂的细胞样本在减少保护剂负担的同时,仍能保持冻住和复苏的能力?
03、为什么我更关注3D细胞球,而不是“2000倍大气压”
很多看到这项研究的人,第一反应可能是:“2000倍大气压,几毫秒就冻住了,真厉害。”
但作为细胞存储行业从业者,我反而不这么认为。真正值得看的是它对三维细胞结构的尝试。
今天我们存的主要还是脐带、干细胞、免疫细胞、iPSC等;但再往前走,类器官、iPSC分化形成的细胞组织、组织工程产品,会越来越多地进入科研和转化环节。
这些东西不只是把一堆细胞放进冻存管那么简单。既要细胞活着,又尽可能地保持原来的空间结构和功能。
对冻存技术提出了要求,已经完全不是一个量级。
04、细胞存储行业,也该听懂这个信号
该技术现在还处于概念验证阶段,要变成规模化生物样本库中的一项技术,还有许多工作要做。
但它让我更在意另一个变化。
过去行业谈细胞存储,习惯按照“存什么”来划分:免疫细胞、干细胞、iPSC……
可当类器官、细胞球以及各种iPSC来源组织逐渐出现以后,问题会慢慢变成:这么复杂的东西,到底该怎么存?
这个问题现在看起来还很前沿。不过几年以后,它可能就是很多细胞库必须回答的问题。
文献;https://www.t.u-tokyo.ac.jp/press/pr2026-03-25-001
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