经过几百万年的进化,许多生物体已经具有忍受机体冻结的能力。例如,阿拉斯加木蛙已被证实可以在低至-16℃的温度下冻结,并在-4℃下忍受2个月的冻结期。当面对寒冷刺激时,南极线虫(Panagrolaimus davidi)能产生稳定细胞膜的海藻糖及抑制重结晶的蛋白质,最高可以耐受高达82%体液的冻结。
也正是自然界中的这些神奇现象,拓宽了研究人员的思路,即通过研究自然界中能忍受冻结的生物体所采用的生物学机制,寻找更好的冷冻保护剂及低温保存方法。早在十多年前,就有科学家提出,将冷冻保护剂进行活体加载,人为地使冷冻保护剂参与生物体的生命活动,之后再对其实施低温冻存。研究人员在研究抗冻生物体合成的抗冻蛋白等生物友好型冷冻保护剂的冷冻保护机制中,从生物体(尤其是抗冻鱼类、昆虫等)中分离提纯抗冻蛋白,用于低温保存领域,取得了较为理想的效果。在2012年的一项研究中,科研人员用富含脯氨酸的食物喂养对寒冷敏感的黑腹果蝇幼虫,使其组织中积聚脯氨酸,再将这些果蝇进行低温保存实验。结果显示,果蝇在-5℃时,能够忍受大约50%的体液冷冻,并且复苏后其生命活动也没有受到影响。
由此可以预见,借鉴动物天然的耐寒机理,效法自然,发展仿生型低温保存技术,将成为今后突破人体低温保存技术瓶颈的最有前景的方向之一。
也正是自然界中的这些神奇现象,拓宽了研究人员的思路,即通过研究自然界中能忍受冻结的生物体所采用的生物学机制,寻找更好的冷冻保护剂及低温保存方法。早在十多年前,就有科学家提出,将冷冻保护剂进行活体加载,人为地使冷冻保护剂参与生物体的生命活动,之后再对其实施低温冻存。研究人员在研究抗冻生物体合成的抗冻蛋白等生物友好型冷冻保护剂的冷冻保护机制中,从生物体(尤其是抗冻鱼类、昆虫等)中分离提纯抗冻蛋白,用于低温保存领域,取得了较为理想的效果。在2012年的一项研究中,科研人员用富含脯氨酸的食物喂养对寒冷敏感的黑腹果蝇幼虫,使其组织中积聚脯氨酸,再将这些果蝇进行低温保存实验。结果显示,果蝇在-5℃时,能够忍受大约50%的体液冷冻,并且复苏后其生命活动也没有受到影响。
由此可以预见,借鉴动物天然的耐寒机理,效法自然,发展仿生型低温保存技术,将成为今后突破人体低温保存技术瓶颈的最有前景的方向之一。