窥寻友康GMP级玻璃化细胞冻存液，浅谈细胞冻存技术——细胞冻存技术发展史

进入21世纪，随着细胞治疗技术的兴起，细胞株的冷冻保存和解冻复苏这一基础技术日益得到重视。细胞冻存是细胞培养中常见而又非常重要的工作，就像农民种地留种子一样，我们需要把状态最好的细胞留存下来，以保证将来有源源不断的种子用于培养。

细胞冻存就是指利用冻存技术，将细胞置于低温保存，使细胞处于短暂脱离生长的状态，从而保留其生物学有效性，以供后续实验或临床使用，并且方便运输。

在本系列文章中，我们将从细胞冻存技术发展史、传统冻存方法及其安全性、玻璃化冻存技术的优势等方面展开讨论，充分展现友康开发的GMP级玻璃化细胞冻存液的出色性能，以及它在临床应用和药物申报方面的安全性。

一、细胞冻存技术发展史

1、1776年，Spallanzani最早发表了“冷”处理对“细胞”生命活动影响的报道。

2、19世纪中后叶，许多早期的工作者(Prevost，1840;de Quatrefages，1853;Mantegazza，1866;Scheuk，1870)重复研究了低温处理对精子活动的影响，得出了和 Spallanzani相似的结论。即“冷不能杀死精子”。

3、1900年前后，科学家基本上肯定了生物成份能够在零下温度储存的事实。

4、20世纪50年代，Luyet等多位学者发现了电解质浓度对储存细胞的损伤作用，他们的基本结论是：电解质浓度增大是造成储存细胞损伤的主要原因。

5、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。

6、70年代，Mazur等首先根据中国仓鼠组织培养细胞的低温保存实验数据分析，提出关于冷冻损伤的两因素假说目，即冰晶损伤和溶液损伤假说。

7、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。

8、1985年，Rail和Fahy用某种玻璃化溶液使鼠胚胎玻璃化保存获得成功，是这种技术走向实用化的首次突破。

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。

二、冻存保护剂——防止细胞冻伤

 冻存细胞，不能“一放了之”。因为水在低于零度的条件下会结冰，将细胞悬浮在溶液中，随着温度降低，细胞外部的水分会首先结冰，所形成的冰晶会造成细胞膜和细胞器的破坏而引起细胞死亡；未结冰的溶液中电解质浓度升高，如果将细胞暴露在这样高溶质的溶液中且时间过长，细胞膜上脂质分子会受到损坏，细胞便发生渗漏，因此复温时大量水分会进入细胞内，造成细胞死亡。

因此，在细胞冻存时需要在溶液中加入冷冻保护剂，保护细胞免受损伤。冷冻保护剂易与溶液中的水分子结合，从而降低冰点，减少冰晶的形成，并且通过改变未结冰溶液中电解质的浓度降低其渗透压摩尔浓度，使细胞免受溶质损伤。

1949年，Polge等发现，甘油对低温下储存的细胞具有保护作用。1950年smith AU第一次成功利用甘油冻存了红细胞，发现了冻存保护剂是影响冻存效果的一个关键因素。1949 ~ 1960年这一段时间可称为冷冻保存的“甘油时期”，该时期对生物材料的冷冻保存一般均是以甘油作为保护剂。1959年，Lovelock等发现了一种新的化学保护剂，这就是人们熟知并一直沿用至今的二甲基亚砜（DMSO）。

实验室常用的细胞冻存保护液配方是10%二甲基亚砜（DMSO）+ 90%胎牛血清（FBS），通用性好，细胞保护效果好，受到了广泛认可。但是目前并没有药用注射级别的 DMSO 产品，此外该配方中含有动物来源的FBS，有无法消除的安全隐患，是否能直接应用于临床还是值得探究的问题。

本期文章中，我们谈到了细胞冻存技术的发展史和冻存保护剂出现的必要性，还简单提及常用细胞冻存保护液配方。在下一篇文章中，我们将详细展开关于目前常用细胞冻存液应用于临床的安全性问题。