胚脑神经元冻存和培养的研究进展

影响胚脑神经元冻存效果的关键因素有:冷冻保护剂及其浓度、降温和复温速率、储存温度等。以10％DMSO作为冷冻保护剂,以接近1—2℃/分的速率降温,37℃水浴中快速复苏,储存在液氮中,能较好的保证冻存神经元的存活率。冻存的胚脑神经元,培养后继续存活的细胞数比未经冻存的明显减少,但生长、分化情况却无显著差别,仍保持了神经元的形态学特征和特异性酶的表达及递质合成的功能,并能在宿主脑内继续生长、发育、发生整合。     

人胚胎干细胞程序降温保存的实验研究

本文采用升降式程序降温仪对人胚胎于细胞进行了程序降温保存,并探讨和比较了降温速率、置核温度、保护剂和投入液氮前温度对冻存复苏后胚胎干细胞的存活率、活力及分化特性的影响。结果表明:采用Me_2SO 血清 DMEM(体积比为1∶3∶6)的保护剂,从0℃开始,以0.5℃/min的速率对细胞悬液降温;至-10℃时对其进行置核,并于-35℃时将其快速投入液氮中保存,复温后效果最佳。冻存复温后细胞存活率可达81.8%,复苏后的胚胎干细胞形态和集落生长方式都与冻前的生长形态相同,且胚胎干细胞标志之一碱性磷酸酶(AKP)反应阳性,同时染色体组型仍正常。     

人胚胎干细胞程序降温保存的实验研究

本文采用升降式程序降温仪对人胚胎干细胞进行了程序降温保存,并探讨和比较了降温速率、置核温度、保护剂和投入液氮前温度对冻存复苏后胚胎干细胞的存活率、活力及分化特性的影响。结果表明：采用Me2SO 血清 DMEM(体积比为1：3：6)的保护剂,从0℃开始,以0．5℃／min的速率对细胞悬液降温;至-10℃时对其进行置核,并于-35℃时将其快速投入液氮中保存,复温后效果最佳。冻存复温后细胞存活率可达81．8％,复苏后的胚胎干细胞形态和集落生长方式都与冻前的生长形态相同,且胚胎干细胞标志之一碱性磷酸酶(AKP)反应阳性,同时染色体组型仍正常。     

单抗清除瘤细胞后人骨髓的冷冻保存研究

本实验研究了用CD10类单克隆抗体55(McAb55)与兔补体结合的方法清除骨髓中普通型急性淋巴细胞白血病抗原(CALLA)阳性细胞后骨髓的冷冻保存问题。结果表明:①清除处理对人骨髓的粒单系集落培养(GM-CFU-C)无明显影响;②经过冷冻贮存的样品的GM-CFU-C少于未经冻存的样品;③清除瘤细胞后的样品冻存后与未经清除处理的正常骨髓样品冻存后的GM-CFU-C无显著差别;④影响冷冻保存后骨髓GM-CFU-C的重要因素是冷冻速率;⑤在本实验条件下以0.5℃/min速率降温效果最佳,冻后GM-CFU-C无改变,冷冻损伤主要发生于-40℃以前,降温至-40℃或～80℃后再快速降温影响不明显。此研究为用McAb55加兔补体清除骨髓中CALLA阳性细胞后骨髓的冷冻保存提供了依据。     

生物材料低温介电损耗机理的研究

研究了几种生物材料在低温冷冻过程中的介电损耗特性。通常,在室温和较低的频率下生物材料由于含有大量的水分而表现出很高的介电常数;而在低温冷冻过程中,生物材料的介电常数会由于水分变成冰晶产生一个由１０６数量级到１０２数量级的突变,同时介质损耗角正切ｔｇδ出现峰值,出现峰值的温度和材料的组成和含水量有关。介电常数和介质损耗角正切对温度的变化率可以反映出材料中冰晶的体积分数。因此,通过研究在低温下生物材料的介电极化和损耗现象,可以建立介电谱和相变或介电谱和细胞存活率之间的关系。     

糖在猕猴精子低温冷冻保存过程中的作用

TTE或TEST防冻液在冻存猕猴精子时产生不同结果,其主要不同在于防冻液中糖成分的不同。本实验利用透射电镜技术检测这2种防冻液冻存的猕猴精子冷冻前后超微结构的变化,以说明糖在低温冻存过程中的作用。结果表明,冷冻复苏过程对精子结构产生了影响。TTE法低浊保存的猕猴精子的头部的质膜出现少许皱褶或泡化现象,但精子的顶体、核或是精子尾部的结构与鲜精的结构基本相似。猕猴精子经TEST法低温保存后,大部分精子结构则发生了明显的变化。精子膜、顶体和精子核明显泡化、损伤或破裂,精子尾部不能分辨出正常的超微结构。这提示,可能由于TTE防冻液中复杂的糖成分在降温／复苏过程对精子起到了较好的协同冷冻保护作用;而TEST防冻液中单一的糖成分不能完全保护精子避免低温损伤,低温保存过程破坏了精子的结构,并影响了复苏后精子体外存活能力与受精能力。     

低温冻存对骨髓基质细胞生物学特性的影响

目的：探讨低温冻存对骨髓细胞和贴壁基质细胞生物学特性的影响。方法：取新鲜骨髓和经Dexter法培养14d的骨髓贴壁基质细胞(称“基质细胞”),经-196℃液氮冻存(前者称“冻存骨髓”,后者称“冻存基质细胞”)2周,复温,再用Dexter法培养这些细胞,检测细胞增殖、细胞形态、细胞化学染色、细胞表面抗原及基质细胞支持另一骨髓造血细胞形成的鹅卵石造血区(CAFC),长期培养起始细胞(LTCIC)的变化,比较冻存对骨髓细胞和基质细胞生物学特性的影响。结果：生长特性：冻存骨髓比新鲜骨髓、冻存基质细胞比新鲜基质细胞培养后融合成片的时间延迟,细胞增殖数比也有减低。细胞成分：冻存骨髓比新鲜骨髓形成的成纤维细胞、内皮细胞比率下降,而巨噬细胞和脂肪细胞比率升高,冻存基质细胞上述现象更明显：冻存后含凋亡小体的细胞在骨髓细胞和基质细胞内均有增加。细胞表面抗原：冻存骨髓、冻存基质细胞CD14、HLA-DR抗原表达百分率比新鲜骨髓、新鲜基质细胞高,CD45、CD33反之。支持造血：冻存前后骨髓和基质细胞支持形成的CAFC和LTC-IC,生长良好,无显著差异。结论：骨髓细胞和经培养生成的贴壁基质细胞,经冻存和复温,生物学特性有一定变化,但仍可以保留良好的支持造血重建功能。     

活体肺癌组织玻璃化保存的研究

保存活体的肺癌组织将为肺癌发病基因筛查和靶向药物筛选等体外实验研究提供更完整的样本信息. 本文对活体肺癌组织的玻璃化保存方法进行研究，首先采用针浸法玻璃化保存单块肺癌组织，对所需低温保护剂的浓度和平衡时间进行了优化；其次采用冻存管对多块肺癌组织样本进行玻璃化保存，对低温保护剂溶液体积以及平衡时间进行了优化；最后对慢速冷冻、不加低温保护剂快速冷冻、玻璃化冷冻3种冷冻方法的冻存效果进行比较并通过低温显微分析其冰晶损伤机理.结果表明，20% EG+20% DMSO+0.5 mol/L海藻糖作为低温保护剂，在平衡溶液和玻璃化溶液分别加载3 min和1 min时，针浸法和0.25 ml冻存管内玻璃化冻存，复苏后组织活力最高，分别约为79.96%与80.44%. 免疫组化显示玻璃化保存肺癌组织经过复苏后，相比慢速冷冻和无保护剂快速冷冻，组织结构损伤较小，组织内细胞TUNEL阳性表达较少. 低温显微结果表明，玻璃化保存组织内部及周围只出现少量细小冰晶，而慢速冷冻、快速冷冻组织皆出现明显冰晶.     

小鼠睾丸组织慢速冷冻保存工艺的优化研究

目的 冷冻保存睾丸组织用于后期移植,是除精子冻存以外保持男性生育力的另一有效途径。本文对块状睾丸组织常用的慢速冷冻降温程序进行了改进。方法 通过缩短保护剂加载时间、提高第一阶段的冷却速率、第二阶段直接投入液氮等方法对小鼠睾丸组织进行冷冻保存。在不同温度对小鼠睾丸组织冻存体系进行诱导冰晶成核并冻存,降低睾丸组织慢速冷冻保存所需保护剂浓度。结果 改进的两步法冻后组织内生殖细胞的凋亡阴性率均较高,其中精原细胞98.4%、精母细胞99.2%、精子细胞88.4%、支持细胞98.1%,显著高于常用慢速冷冻组,与对照组均无显著性差异。相比于未置核组, -10℃置核可显著提高5% DMSO保护剂慢速冷冻保存的冻后效果,生殖细胞的凋亡阴性率为精原细胞82.9%、精子细胞92.1%、精母细胞93.2%及支持细胞88.9%,与较高浓度保护剂10% DMSO组冻存结果无显著性差异,说明置核能够降低所需保护剂的浓度,降低毒性损伤。结论 本研究通过改进两步法和置核提高了小鼠睾丸组织冻后的质量,为临床上人睾丸组织的冻存提供参考。     

利用飞秒激光研究微液滴的冻结相变特性

对微液滴冻结行为的认识在低温生物学、分析化学等方面具有重要意义.引入飞秒激光实验手段研究液滴及微量生物材料(蛋白)的冻结相变特性.实验考察了样品在多次冻结过程中荧光光谱的变化规律,结果表明:生物材料与非生物材料在冻结及复温过程中的荧光光谱变化趋势存在差异,非生物试剂在冻结过程中光谱下降,经历复温后,其光谱可回复到初始状态;而蛋白在冻结过程中光谱上升,经历复温后,由于降温/升温过程对其造成的不可逆损伤,光谱无法回复到初始状态.基于此提出了用以评估生物样品活性的非接触式飞秒激光测量方法.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism