Nano Letters: 冷響應納米膠囊用於細胞內海藻糖遞送和低溫保存

Nano Letters: 冷響應納米膠囊用於細胞內海藻糖遞送和低溫保存

傳統的細胞低溫冷凍保存方法通常需要使用滲透性的、有毒的有機溶劑(例如二甲基亞碸、甘油等)作為低溫保護劑,復溫後的細胞必須經過繁瑣的洗滌過程去除細胞內外的有機溶劑才能實際應用。

海藻糖是一種天然的二糖,廣泛存在自然界多種微生物中,相對於傳統的低溫保護劑而言,具有無毒高效的低溫保護效果。已有研究表明,海藻糖必須同時存在於細胞膜內外兩側時,其保護效果才最佳。

然而,哺乳動物細胞自身不能合成海藻糖,且其細胞膜上沒有海藻糖轉運蛋白,這就導致海藻糖無法高效、無損地進入細胞內部,嚴重限制了海藻糖在細胞低溫冷凍保存中的應用。

本文要點

面對這一挑戰,美國馬里蘭大學何曉明課題組和中國科學技術大學趙剛課題組合作創造性地設計了一種冷響應的納米膠囊,用于海藻糖的納米尺度封裝、細胞內遞送和溫度控制釋放。

且使用該方法成功實現了兩種典型細胞的低溫冷凍保存,其保存效果與傳統的二甲基亞碸相當,卻完全避免了伴隨傳統低溫保護劑的復溫後的繁瑣的、損傷性的細胞洗滌過程。該方法為細胞、組織乃至器官的深低溫冷凍保存提供了新思路。

Zhang Y, Wang H, Stewart S, et al. A Cold-Responsive Nanoparticle Enables Intracellular Delivery and Rapid Release of Trehalose for Organic Solvent-Free Cryopreservation [J]. Nano letters, 2019.

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b04109

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