生物膜的保护剂海藻糖在冻干红细胞中的应用

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1、生物膜的保护剂海藻糖在冻干红细胞中的应用【摘要】海藻糖作为一种稳定的非还原性双糖，在细胞冷冻、干燥、冻干过程中对细胞活性有着良好的保护作用并已广泛应用于人血细胞的冻干。海藻糖以其异常的水合能力、独特的玻璃化转换和晶体转变行为及抗高温潮湿的特性受到密切关注，并成为细胞保存研究中首选的一种保护剂。海藻糖对细胞的保护机制、海藻糖导入哺乳细胞的实验方法以及红细胞对海藻糖负载的可能作用机制都是近几年细胞保存研究的热点，本文就以上几方面的进展详细进行论述。【关键词】生物膜保护剂；海藻糖；冻干保存；红细胞　　Trehalose—ABiomembraneProtectantAppl

2、yiedtoLyophilizationofHumanRedBloodCells——Revieembraneprotectantappliedtolyophilizationofhumanbloodcells(plateletsanderythrocytes),andfromandcrystaltransformanduniqueresistanceofhightemperatureandhumidification,trehaloseisthoughtofapreferredprotectantinthestudyofcellpreservation.Inrece

3、ntyears,peopleconcernedtrehaloseonitsprotectivemechanism,experimentalmeansoftransittrehalosetomammalcellsandthemechanismofloadinginredbloodcells.Theaboveaspectsmarizedinthisarticle.　　Keyol/L海藻糖溶液中深低温保存后细胞回收率达到81％，上清液游离血红蛋白的浓度仅为0.4g/L，和传统的甘油冷冻法获得的结果无明显差异。在干燥状态时降低到-20℃，从而使脂质在干燥状态下仍能保持液晶态

4、，再水化过程中也不出现脂质的相位转化。　　细胞负载海藻糖方法研究　　在早期的冻干研究中，冷冻之前细胞在含有葡萄糖的缓冲液中进行孵育。除此之外，在细胞外加入一种多聚体（羟乙基淀粉或者葡聚糖）来提高溶液的玻璃化温度（Tg）。这种混合使用低分子量糖和有较高Tg的多聚体在体外干燥保存脂质体取得了很好的效果［16］，但在冻干保存红细胞时，羟乙基淀粉或葡聚糖对细胞的稳定作用会降低，这可能是因为多聚体的体积较大，很困难使其进入细胞内部所致。使用二糖作为冻干保护剂面对的主要问题是如何解决质膜对这些糖类的非渗透性，而使其在胞内达到足够高的浓度来发挥作用。冻干人红细胞的第一步，应该是实

5、现红细胞对海藻糖的负荷。对一个成功的冻干红细胞的方案，将海藻糖导入细胞质是关键的一步。国外将海藻糖导入哺乳动物细胞的实研究方法如下。①Oliver等［17］和mol/L，也使其渗透脆性得到改善。⑤Katkov等［22］和Shirakashi等［23］在其他的海藻糖负荷研究中，对哺乳动物细胞施行电打孔术。尽管海藻糖可较容易的进入细胞内，但打孔后的细胞常常渗透脆性增加，不适合进一步冻干保存。⑥Satpathy等［24］在最近的研究中采用了一种有效的，温和的方法将海藻糖导入人红细胞。这种方法基于红细胞胞膜的热性质并提供红细胞对海藻糖在37℃足够的吸收时间（7小时）。数据表

6、明，通过细胞内外渗透压不平衡和磷脂相变的联合作用可使胞内海藻糖浓度达到50mmol/L。　　红细胞负载海藻糖可能的作用机制　　红细胞对海藻糖的负荷明显依赖于胞外海藻糖溶液的浓度。细胞内外的渗透压不平衡能促进细胞对海藻糖的摄取，随着胞外海藻糖浓度的增加，胞内海藻糖量也增加。红细胞对海藻糖的摄取未发现有饱和依赖性。与之不同的是，人血小板对海藻糖的摄取有浓度依赖性。,RingSG,ColacoC.Theroleoftrehaloseandothercarbohydratesinbiopreservation.BiotechnolGeEngRev,1993;11:263-2

7、94　　2BeattieGM,Croanpancreaticisletsafterlong-termstorage.Diabetes,1997；46:519-523　　3Garcia-de-CastroA,TunnacliffeA.Intracellulartrehaloseimprovesosmotolerancebutnotdesiccationtoleranceinmammaliancells.FEBSLetters,2000；487:199-202　　4ChenT,AckerJP,ErogluA,etal.Beneficialeffectofintrac