细胞长期冻存，会影响细胞活性吗？
导 语
在科学研究和实践中，人们常常通过将细胞冷冻在-196℃的液氮里，可以有效地减缓细胞活动和代谢速率，从而延长细胞的存活时间。
-196℃的故事
从冻存精子的历史说起
或许您未曾了解，液氮储存技术与我们的羁绊早在上个世纪就已开始了，甚至更早......
据报道，悉尼大学的研究者，解冻了一批羊的精液，这些精液从1968年起就一直保存在-196℃的液氮里，已有50年。他们在显微镜下观测了这些精子的活动能力、存活率及DNA完整性等特征；随后，用这批精液对56只母羊进行人工授精，最终有34只母羊成功受孕，出生率达61%。
这批精液来自四只公羊。它们出生于1959年到1965年之间，早已不在羊世，却在几十年后又拥有了后代。
“这清晰地说明了长期冷冻储存精子的可行性。实验结果表明，即使精子被冷藏于液态氮中长达50年之久，精子的繁殖能力不会衰退，”研究带头人Simon de Graaf说。
一只由1968年的精子繁育而来的美利奴羊，出生于2018年
-196℃液氮为生命按下暂停键
氮气具备优秀冷却剂的特质，它无色无味，性质非常不活泼，基本不会对被冻存物体的化学性质产生影响。
低温之于细胞，可能是一把双刃剑。虽然-196℃能将其长期冻存，但想让细胞安然横跨200度的温差可不是一件简单的事。
在-196℃液氮环境中，连微生物也无法生存
所以为求一个“刚刚好”，实验室里一般都会采取梯度降温法，如按照4℃、-20℃、 -80℃、-196℃（液氮）的顺序逐级给细胞降温，让细胞有足够的时间（部分实验会让细胞在-80℃维持1-2天再继续降温）去适应温度，减少冻存过程对细胞造成的损伤。
自温度降至-120℃开始，细胞内部便不会发生热依赖性代谢过程了，当温度来到-196℃，此时细胞内能极小，分子运动趋近于停止，就像细胞内的时间被按下了“暂停键”，生命活动也被冻结。所以，排除其他外部因素，在-196℃的环境里，理论上细胞是可以实现“永生”的。
细胞长期冻存
复苏后的活性如何？
低温冻存是个漫长的过程，细胞需扛住慢冻、速融里一波又一波的“难关”，历经千帆后，干细胞能否保持高质量就成了最大的“谜”。下面我们来看看研究者的发现吧。
案例一：
2018，国际期刊《Journal of Immunotherapy》上一篇文章比较了短期冻存（＜1年）及长期冻存（1-10年）下NK细胞的功能差异，结果发现冻存时间长短并不会影响NK细胞的扩增及抗肿瘤功能，它们在对抗乳腺癌细胞的表现上没有差异。长期冻存的NK细胞依旧能产生促炎细胞因子、干扰素-γ 和肿瘤坏死因子-α，显示出有效的抗肿瘤功能。
案例二：
而以“冷冻生物学”为主方向的期刊《Cryobiology》于2012年刊登一则名为“Effectiveness of human mesenchymal stem cells derived from bone marrow cryopreserved for 23-25 years”的文章，其中提到低温保存长达25年的骨髓干细胞仍然能作为实验中MSC的来源，它们在体外表现出良好的功能性和分化能力。
以上研究说明，即使经历了漫长的冻存过程，细胞也依旧能保持足够的活性。
总的来说，细胞之所以能够冻存这么久还具有良好的活性，是因为细胞具有稳定的遗传物质、自我修复和保护机制以及低温冻存等因素的共同作用。这些保证了细胞能够保存并传递重要的遗传信息，维持生物体的生命活动。在冻存5年、20年、甚至上百年，待到需要时再次提取，真正能做到让细胞“跨越时空”，为人们带去生的希望。
干细胞储存小贴士
干细胞技术的诞生堪称是生物医学发展史上重要里程碑事件，被誉为继药物和手术治疗之后的第三次医学革命。
干细胞因具有修补、还原、替换和再生体内细胞的能力，对于一些常规治疗效果欠佳的疾病，包括心血管系统疾病、内分泌系统疾病、神经系统疾病、呼吸系统疾病、退行性疾病等难治性疾病，干细胞疗法表现出独特优势。
因此，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，在有对抗疾病、延缓衰老、增强抵抗力之需时再回输到人体内，就成为了未雨绸缪的重要抉择。
目前市面上主要储存的间充质干细胞类型：
脐带/胎盘间充质干细胞
新生儿降生之时，通过脐带和胎盘采集获得
优势：脐带/胎盘间充质干细胞的储存相当于变废为宝，具有污染少、纯度高、增殖能力强、免疫原性低等优点，可用于治疗难治性疾病、抗衰老和美容等领域。
适用人群：新生儿
脂肪间充质干细胞
从人体脂肪组织中获得
优势：脂肪组织可以分离出具有多向分化潜能和分泌细胞因子的脂肪间充质干细胞，它可用来进行皮肤再生以及脂肪再生，还可以应用于疾病预防、抗衰老、保健等领域。
适用人群：18-60岁群体，尤其适合肥胖人士
牙髓间充质干细胞
通过乳牙或智齿中获得
优势：牙髓间充质干细胞具有较高的增殖能力、自我更新能力和多向分化潜能。尤其在牙周病治疗、牙髓再生、牙齿修复重建等方面具有广阔的研究和应用前景。
适用人群：6-11周岁乳牙脱落的儿童或有智齿的成人
子宫内膜间充质干细胞
女性月经期，源于子宫内膜，通过经血排出体外
优势：研究表明从女性宫血中提取的干细胞，是一种自我复制、定向分化能力强的干细胞，可用于治疗多种疑难性疾病，另外它还是美容抗衰的最佳细胞来源。
适用人群：经期女性
诱导多能干细胞（iPS细胞）
通过自体干细胞诱导、分化、基因编辑技术获得
优势：iPS细胞类似于胚胎干细胞，是一种具有超强分化能力的多能干细胞，可无限扩增，并可以分化成所有细胞类型（如神经元、心脏、胰腺和肝细胞等），在临床应用中可替换功能失调受损的组织及器官，以恢复其细胞功能，改变疾病与衰老状态。
【适用人群】18岁以上群体
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干细胞的应用前景
在药物递送技术或基因编辑技术的加持下，干细胞应用范围得到进一步拓展。在临床试验中，研究者一直努力探索干细胞的治疗潜力，以证明其治疗的安全性和有效性。
