海藻糖在輔助生殖技術(shù)種的運(yùn)用

本期AVT小編帶來海藻糖在輔助生殖技術(shù)上如何發(fā)揮作用。說起海藻糖的作用原理，在高溫、高寒、高滲透壓及干燥、脫水、冷凍時等惡劣環(huán)境條件下，海藻糖在細(xì)胞表面能形成保護(hù)膜，有效地保護(hù)蛋白質(zhì)分子不變性失活，從而維持生命體的生命過程和生物特征。目前海藻糖已用于多種生物細(xì)胞研究，如：紅細(xì)胞、血小板及生殖細(xì)胞等的離體長期保存，且均表現(xiàn)出較好的功能。卵母細(xì)胞冷凍成為一種很好的輔助生殖技術(shù)，可以繞過一些道德、倫理和宗教等在冷凍胚胎方面的限制。

但目前卵母細(xì)胞的冷凍技術(shù)尚不完善，尚處于嘗試摸索階段。海藻糖的發(fā)現(xiàn)為低溫保存卵母細(xì)胞提供可利用的價(jià)值，其作為冷凍保護(hù)劑對卵母細(xì)胞進(jìn)行玻璃化冷凍成為新的冷凍技術(shù)方法。

 輔助生殖技術(shù)--卵母細(xì)胞冷凍的現(xiàn)狀

 卵母細(xì)胞冷凍的成功依賴于影響卵母細(xì)胞冷凍后復(fù)蘇的形態(tài)學(xué)和生理上的因素。人類卵母細(xì)胞，對超低溫非常敏感，因?yàn)槠潴w積及生理方面的因素,在細(xì)胞內(nèi)冰晶形成過程中，很容易遭受死亡或亞死亡性損傷。重要的生理因素是細(xì)胞在冷凍過程中冰晶形成導(dǎo)致的細(xì)胞膜或細(xì)胞器破裂,但適當(dāng)?shù)募?xì)胞脫水可阻止這種情況，因此減少細(xì)胞內(nèi)的水分可減輕冷凍過程對細(xì)胞的損傷。脫水的過程受平衡液及冷凍液的濃度影響，在細(xì)胞脫水時兩者比例合適,可減少冰晶造成的損傷、滲透壓改變造成的損傷、細(xì)胞骨架和染色體的改變等，最終細(xì)胞在經(jīng)歷冷凍過程后存活[1]。

對冷凍保護(hù)劑的研究一直未間斷過。冷凍保護(hù)劑是一種合理的鹽類緩沖液,似乎可減少高鹽對細(xì)胞的損害。冷凍保護(hù)劑包括:滲透性保護(hù)劑,如丙二醇(propanediol ,PROH)、乙二醇(ethylene glycol，EG)、二甲亞砜( dimethyl sulfoxide , DMSO)等;非滲透性保護(hù)劑,如蔗糖、海藻糖、聚乙二醇等。聯(lián)合使用玻璃化冷凍保護(hù)劑可降低毒性，提高保護(hù)作用。如Gautam等[2]采用玻璃化冷凍及慢速冷凍牛卵細(xì)胞時發(fā)現(xiàn),EG和DMSO混合物是一種有效冷凍保護(hù)劑，使用這種冷凍保護(hù)劑可提高卵細(xì)胞存活率、卵裂率及囊胚形成率,玻璃化冷凍程序配合合理冷凍保護(hù)劑更適宜卵母細(xì)胞冷凍。玻璃化冷凍的基本原理是高濃度冷凍保護(hù)劑經(jīng)急速降溫后,由液態(tài)轉(zhuǎn)化為外形類似玻璃化的非晶體化固體狀態(tài)。由于冷卻諫度很快，以至干在低溫形成透明的玻璃狀周體時沒有冰晶形成,保留細(xì)胞內(nèi)外液體正常的分子和離子分布。適宜的冷凍保護(hù)液是目前玻璃化冷凍卵母細(xì)胞的焦點(diǎn)，而海藻糖在此方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢并逐漸得到重視。

輔助生殖技術(shù)--海藻糖在輔助生殖技術(shù)上如何發(fā)揮作用

 海藻糖是由兩個葡萄糖分子以a,a,111-糖苷鍵構(gòu)成非還原性糖,自身性質(zhì)非常穩(wěn)定，在體內(nèi)可被酶水解成為葡萄糖而利用。海藻糖對生物體具有神奇的保護(hù)作用,因海藻糖在高溫、高寒、高滲透壓及干燥、脫水、冷凍時等惡劣環(huán)境條件下能在細(xì)胞表面形成的保護(hù)膜,有效保護(hù)蛋白質(zhì)分子不變性失活，從而維持生命體的生命過程和生物特征。許多對外界惡劣環(huán)境表現(xiàn)出非凡耐受力的物種,都與其體內(nèi)存在大量海藻糖有直接關(guān)系。而蔗糖、葡萄糖等其他糖類均不具備這一功能。多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，海藻糖是生物大分子非特異性的天然保護(hù)劑，其在生物領(lǐng)域特別是卵母細(xì)胞的玻璃化冷凍方面有更加廣fan的應(yīng)用前景。進(jìn)-步尋找有效且安全的海藻糖載入卵母細(xì)胞內(nèi)的方法,在聯(lián)合其他滲透性保護(hù)劑的基礎(chǔ)上利用海藻糖特殊的功能對卵母細(xì)胞冷凍保存,探索到一種更適合于冷凍卵母細(xì)胞的方法,為人類輔助生殖技術(shù)的發(fā)展提供動力。