为什么细胞可以冻存，而人却会被冻死？

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细胞冻存的意义

据研究表明，人体细胞会随着年龄的增长，逐渐老化，人体的自我再生机能也会随着年龄的增长而衰退。

因此，为了有效的预防疾病，增强自身免疫力，预先将当下健康、年轻的细胞，通过安全采集并超低温冻存起来，在有抗衰防病之需时再回输到人体内，对抗疾病、延缓衰老、增强抵抗力，就成为了未雨绸缪的重要抉择。

储存自己健康时期的细胞，就如同储蓄未来的生命与健康，为自己和家人的幸福储存一份意义非凡的保障。

图｜《Science Advances》当期封面

细胞冻存的发展史

1776年，意大利科学家Lazaro Spallanzani 最早发表了低温处理对“细胞”活性影响的报道。用雪冷冻瓶中的马精子10多分钟后，再将玻璃瓶放回室温下，原本不动的精子，又恢复活性了。

冷冻时间增加至数十分钟，情况依然如此。最后得出重要结论：“冷”无法杀死精子。

● 60年代，美国纽约血液中心 Rowe 实现了红细胞的低温保存。1980 年，他将在液氮温度下保存了 12 年的红细胞复苏后进行检查，没有发现任何生化和功能上的变异，从而从实践上证明了生物材料可以在低温下长期存活。

● 80年代以来，理学和工程学进入低温保存研究领域，低温工程理论及实用设计原理的不断更新及应用，低温生物学的研究快速发展。

● 20世纪以来，人类的科学研究进入细胞水平阶段，开始对生物和作为食品原料的生物材料进行低温保存处理。到了 20 世纪末，随着科学方法的不断进步以及冷冻方法的不断完善，低温保存技术广泛的应用到了临床上。

● 2015年，科幻小说《三体》编审之一、重庆女作家杜虹找到成立于 1972 年的美国阿尔科生命延续基金会（Alcor）冷冻大脑引起轰动。

2017年5月，我国首例人体低温保存在济南完成。

目前，世界上还有较大两家机构提供冷冻人体的业务，分别是成立于 1976 年的美国的人体冷冻研究所（CI）和成立于 2005 年的俄罗斯的 KrioRus 公司。Alcor 在 1976 年进行了首例人体冷冻术，对象是该基金会的创始人弗雷德·钱德林的父亲。

采取什么样的冻存方式？

细胞冻存最常用的技术是液氮冷冻保存法，主要采用加适量保护剂的缓慢冷冻法冻存细胞，减少在冷冻过程中对细胞的损害。

液氮罐

聚乙烯基吡咯烷酮、乙二醇、甲醇和甲基乙酰胺等都是低温保护剂。在细胞冻存中最常见的是二甲基亚砜(DMSO)和甘油，这两种物质分子量小，溶解度大，易穿透细胞，可以使冰点下降，提高细胞膜对水的通透性，关键在于对细胞无明显毒性。

DMSO通常浓度为5 - 10% (v/v)，最佳浓度随细胞系的不同而不同。甘油在冷冻介质中的最终浓度为5 - 15%，同样，最佳浓度取决于细胞系。

为了提高较难保存的细胞的存活率，冻存时可以选择增加保存液中的血清浓度。想要冻存细胞更快更稳，细胞冻存液会是不错的选择，无需配制，直接在细胞中加入适量的冻存液即可，操作简单，就能拥有高活率的细胞。

细胞冻存流程示意图

慢速冻存对细胞活力的恢复是非常重要的。对于人体细胞而言，每分钟降低-1到-3℃能让细胞更好适应冻存状态。目前储存细胞时要使用程序降温仪，严格按照预设程序冷冻后达到目标温度，低至一定的温度后才可以转入-196℃深低温液氮中进行长期冻存。这种程序性降温，使细胞的活性得到最大程度的保护，以免其出现我们常说的“冻死”。