冬眠為細(xì)胞冷藏保存和低溫運(yùn)輸打開(kāi)“利劍”？

冬眠為細(xì)胞冷藏保存和低溫運(yùn)輸打開(kāi)“利劍”？

冬眠(英語(yǔ):Hibernation)，是變溫動(dòng)物在寒冷的冬天避開(kāi)食物匱乏等惡劣釋然條件的的一個(gè)"法寶"。蛇和蛙類(lèi)；山貓，蝙蝠、刺猬和極地松鼠類(lèi)；熊類(lèi)等都有冬眠習(xí)慣。冬眠時(shí)，動(dòng)物的神經(jīng)已經(jīng)進(jìn)入麻痹狀態(tài)，動(dòng)物體溫也顯著下降，機(jī)體內(nèi)的新陳代謝變得非常緩慢，僅僅能維持生命狀態(tài)。

動(dòng)物如何進(jìn)入低體溫冬眠

降低體溫可減緩身體的新陳代謝活動(dòng)，溫度每下降1攝氏度，身體活動(dòng)量就會(huì)減少5 %～7%，同時(shí)身體消耗氮?dú)獾然緺I(yíng)養(yǎng)素的速度也會(huì)相應(yīng)降低，由于失血或心臟驟停導(dǎo)致缺氧的身體組織由此得到一定的保護(hù)。從理論上講，如果體溫一直下降，終生物過(guò)程會(huì)*停止，人體開(kāi)始進(jìn)入一種假死狀態(tài)。此時(shí)的人體，就像暫時(shí)停止走動(dòng)的時(shí)鐘，身體*沒(méi)有問(wèn)題，所有的內(nèi)部“組件”仍然完好無(wú)損，只是暫時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，只要稍許加熱，就能重新動(dòng)起來(lái)。

當(dāng)然，這只是理論，實(shí)踐起來(lái)并不簡(jiǎn)單。低體溫本身就是很危險(xiǎn)的一件事，因?yàn)槿梭w需要保持一定的溫度，人類(lèi)終其一生體溫都維持在一個(gè)相當(dāng)恒定的溫度——37攝氏度左右。維持體溫可不輕松，身體必須持續(xù)不斷地調(diào)整，讓產(chǎn)熱與散熱保持平衡。如果體溫下降過(guò)度，身體皮膚處的血液就會(huì)涌向軀干中心，此時(shí)你會(huì)不自覺(jué)地顫抖著縮成一團(tuán)；當(dāng)體溫降至約33攝氏度時(shí)——僅低于正常體溫4攝氏度——心臟開(kāi)始顫動(dòng)；低于25攝氏度時(shí)，心臟就有*停止跳動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。即使躲過(guò)體溫過(guò)低風(fēng)險(xiǎn)的幸存者，在身體漸漸恢復(fù)溫暖后，也有可能留下腎臟損傷等后遺癥。

但是，某些動(dòng)物卻能夠承受更低的溫度。北極有一種地松鼠，通常情況下保持與人類(lèi)相似的體溫，但進(jìn)入冬眠后，可在身體中心溫度低至零下3攝氏度時(shí)生存，而且體液不被凍成固體。那同樣的低溫為何會(huì)導(dǎo)致人類(lèi)死亡？希望解開(kāi)人類(lèi)假死秘密的研究人員可謂傾注了心血。

在20世紀(jì)90年代，格羅寧根大學(xué)(英文:University of Groningen;荷文:Rijksuniversiteit Groningen;英文縮寫(xiě):UG)醫(yī)學(xué)中心（UMCG）的亨寧（Robert H.Henning）與他的團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始了人類(lèi)冬眠實(shí)驗(yàn)，并于6年前成立了專(zhuān)門(mén)的研究小組。模仿動(dòng)物冬眠有許多實(shí)際用途，比如失血是造成患者手術(shù)過(guò)程中死亡的主要原因，但在低溫狀態(tài)下，冬眠動(dòng)物受傷后幸存下來(lái)的幾率要比正常體溫狀態(tài)下高得多，因?yàn)檩^低的代謝率可更好地起到保護(hù)身體組織的作用，低溫狀態(tài)下的心臟泵血量也比正常體溫狀態(tài)下少得多。

在一次偶然事件中，UMCG團(tuán)隊(duì)在這方面取得了很大的進(jìn)展。一個(gè)學(xué)生將倉(cāng)鼠細(xì)胞培養(yǎng)液放進(jìn)冰箱，一個(gè)星期后發(fā)現(xiàn)倉(cāng)鼠細(xì)胞還活著，并且散發(fā)出一股臭雞蛋味。用于低溫保存的一些化合物中有一種被稱(chēng)為胱硫醚β合成酶的酶（CBS），會(huì)刺激生產(chǎn)硫化氫分子，從而產(chǎn)生這種特殊的臭雞蛋味。給倉(cāng)鼠注射抑制CBS的化學(xué)物質(zhì)，它們就不會(huì)進(jìn)入冬眠狀態(tài)。如果此時(shí)還要強(qiáng)制其進(jìn)入低溫狀態(tài)，就像人類(lèi)進(jìn)入低溫狀態(tài)時(shí)一樣導(dǎo)致腎臟受損。

受此啟發(fā)，亨寧（Robert H.Henning）的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了幾種可為細(xì)胞樣本提供長(zhǎng)期冷凍保護(hù)的化合物。團(tuán)隊(duì)已為其中一種化合物ROKEPIE并申請(qǐng)了Patent，它可以使通常需要在37攝氏度下維持生存的細(xì)胞，比如人類(lèi)或老鼠的細(xì)胞，加入這種化合物后，可以安全地儲(chǔ)存在冰箱里。

ROKEPIE是一種生物調(diào)節(jié)劑，可在2-8°C下保存細(xì)胞和組織。 還有其他保存介質(zhì)聲稱(chēng)與ROKEPIE相同，但是這些解決方案不支持活細(xì)胞和組織，甚至有毒。 ROKEPIE之所以與眾不同，是因?yàn)樗菬o(wú)毒的添加劑，您只需將其添加到組織和細(xì)胞中即可。

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