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    海藻糖如何冷凍保存人類多能干細胞

    更新時間:2023-07-05   點擊次數(shù):1250次

    之前,我們分享了海藻糖用于人源少突膠質(zhì)前體細胞(OPC)、脂肪來源干細胞、小鼠睪丸生精細胞等細胞類型冷凍保護的相關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)向凍存液中添加一定量海藻糖或使用海藻糖+甘油復合型凍存保護劑,可以提升細胞長期凍存后的復蘇活率。

    本期,我們分享一篇來自意大利米蘭的研究者們2018年發(fā)表在《Stem Cell Research》上的文獻,看一下海藻糖海藻糖如何冷凍保存人類多能干細胞?

    1. 介紹

    包括干細胞在內(nèi)的細胞**產(chǎn)品具有很高的臨床潛力,全球干細胞市場包括上中游的干細胞存儲制備以及下游的臨床應用。根據(jù)全球透明市場研究機構(gòu)(Transparency Market Research)的報告,到2025年底,全球干細胞市場規(guī)模預計達到2705億美元,近8年全球干細胞市場的復合年增長率有望達到13.8%。

    為了使細胞**產(chǎn)品成功應用,細胞的長期低溫存儲是必須攻克的技術(shù)難點,因為低溫保存是長期保存細胞活力和生化功能的**可用方法。

    為了避免細胞內(nèi)結(jié)冰對細胞結(jié)構(gòu)的損害,一些冷凍保護劑已經(jīng)上市。*常用的細胞冷凍保護劑是二甲基亞砜(DMSO)與胎牛血清或血清替代品聯(lián)合使用。

    然而,胎牛血清含有異種動物源蛋白,可能會引起未知病原體的人畜共患**。此外,DMSO具有細胞毒性。據(jù)報道,DMSO對組織和細胞的毒性取決于暴露時間、溫度和濃度。毒性程度因細胞類型而異,在未去除DMSO的情況下再次注入解凍細胞的患者中有不良反應的報道。此外,已知DMSO會通過調(diào)節(jié)三種DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(Dnmts)的轉(zhuǎn)錄水平和改變?nèi)蚪M甲基化譜來影響小鼠胚狀體的表觀基因組,進而導致小鼠干細胞的不受控分化。因此二甲基亞砜+胎牛血清并不適合臨床使用,急需開發(fā)高效無毒的細胞冷凍保護劑。

     海藻糖是一種非還原性雙糖,存在于多種能夠在脫水狀態(tài)下存活的生物中,如細菌、酵母、緩步動物和線蟲。哺乳動物不產(chǎn)生海藻糖,但海藻糖確實是一種有效的冷凍保護劑,可以減少冰晶形成造成的細胞損傷。其保護作用既與滲透效應有關(guān),也與細胞膜磷脂和不穩(wěn)定蛋白的特異性相互作用有關(guān),可防止其因干燥和氧化應激而損傷和變性。

    海藻糖不具有細胞毒性,已被有效地用于小鼠精細胞、成人造血干細胞,間質(zhì)干細胞,脂肪來源干細胞,人類胚胎干細胞(hESCs) 和人類誘導多能干細胞(hiPSCs) 等不同細胞類型的冷凍儲存。此外,海藻糖還用于臍帶血、骨髓、人類移植表肝細胞和人類胰島的冷凍儲存。

    阻止海藻糖在細胞保存中廣泛應用的主要障礙是其難以進入細胞內(nèi)部。以前已經(jīng)應用了幾種方法,如滲透休克、脂質(zhì)體遞送、熱穿孔、電穿孔、微量注射和基因工程等方式來幫助海藻糖進入細胞內(nèi)部。然而,上述方法需要非常繁瑣的操作,費力耗時,且可能導致**的細胞損傷。

    該研究探究了在沒有二甲基亞砜及胎牛血清的情況下,使用海藻糖單獨或與乙二醇(乙二醇)或甘油(甘油)聯(lián)合,配制了4種不同的海藻糖復合型冷凍保護劑,低溫保存3種不同類型的多能干細胞系并復蘇,對幾個關(guān)鍵參數(shù)進行了**研究,包括細胞形態(tài)、解凍后生存能力、多能性標記物表達水平、基因組穩(wěn)定性、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)穩(wěn)態(tài)、DNA損傷反應等,以衡量不同海藻糖復合型冷凍保護劑對多能干細胞的低溫保護能力。

    圖片1.png

    海藻糖(供注射用)(無菌)

    1、產(chǎn)品名:海藻糖(供注射用)(無菌)

    2、中文名稱:D(+)-海藻糖二水合物

    3、英文名稱:D(+)-海藻糖二水合物(注射用)

    4、化學名稱:α-D-吡喃葡萄糖基-α-D-吡喃葡糖苷二水合物

    5、型號:Hipo-S

    6、含量測定:99.3%

    7、CAS號:6138-23-4

    8、EINECS登錄號:202-739-6

    9、備案登記號:F20190000452

    10、DMF號:034401

    11、質(zhì)量標準:符合各國藥典標準(Chp,USP,JP,EP)

    12、分子式:C12H22O11·2H2O

    13、分子量:378.33

    14、性狀:白色結(jié)晶性粉末

    15、比旋度:+198.8°

    16、酸度:6.0

    17、氯化物:符合規(guī)定

    18、硫酸鹽:符合規(guī)定

    19、可溶性淀粉:符合規(guī)定

    20、熾灼殘渣:0.04%

    21、重金屬:符合規(guī)定

    22、水分:9.5%

    23、有關(guān)物質(zhì):總雜0.06%,葡萄糖未檢出,麥芽三糖0.06%,**未知單雜未檢出

    24、無菌:符合規(guī)定

    25、微生物限度:無菌

    26、細菌內(nèi):<0.1IU/g

    27、氮:符合規(guī)定

    28、含量測定:99.3%

    29、溶解性:易溶于水,溶于熱乙醇,微溶于甲醇,不溶于**、**

    30、保存:密封、涼暗干燥處保存,常溫條件下運輸。

    31、貨號:008001

    32、結(jié)構(gòu)式:


    圖片2.png

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