海藻糖在辅助生殖技术种的运用

发布时间：2023-11-22

本期AVT小编带来海藻糖在辅助生殖技术上如何发挥作用。说起海藻糖的作用原理，在高温、高寒、高渗透压及干燥、脱水、冷冻时等恶劣环境条件下，海藻糖在细胞表面能形成独特的保护膜，有效地保护蛋白质分子不变性失活，从而维持生命体的生命过程和生物特征。目前海藻糖已用于多种生物细胞研究，如：红细胞、血小板及生殖细胞等的离体长期保存，且均表现出独特的功能。卵母细胞冷冻成为一种必不可少的辅助生殖技术，可以绕过一些道德、伦理和宗教等在冷冻胚胎方面的限制。

但目前卵母细胞的冷冻技术尚不完善，尚处于尝试摸索阶段。海藻糖的发现为低温保存卵母细胞提供可利用的价值，其作为冷冻保护剂对卵母细胞进行玻璃化冷冻成为新的冷冻技术方法。

辅助生殖技术--卵母细胞冷冻的现状

 卵母细胞冷冻的成功依赖于影响卵母细胞冷冻后复苏的形态学和生理上的因素。人类卵母细胞，对超低温非常敏感，因为其体积及生理方面的因素,在细胞内冰晶形成过程中，很容易遭受死亡或亚死亡性损伤。重要的生理因素是细胞在冷冻过程中冰晶形成导致的细胞膜或细胞器破裂,但适当的细胞脱水可阻止这种情况，因此减少细胞内的水分可减轻冷冻过程对细胞的损伤。脱水的过程受平衡液及冷冻液的浓度影响，在细胞脱水时两者比例合适,可减少冰晶造成的损伤、渗透压改变造成的损伤、细胞骨架和染色体的改变等，最终细胞在经历冷冻过程后存活[1]。

对冷冻保护剂的研究一直未间断过。冷冻保护剂是一种合理的盐类缓冲液,似乎可减少高盐对细胞的损害。冷冻保护剂包括:渗透性保护剂,如丙二醇(propanediol ,PROH)、乙二醇(ethylene glycol，EG)、二甲亚砜( dimethyl sulfoxide , DMSO)等;非渗透性保护剂,如蔗糖、海藻糖、聚乙二醇等。联合使用玻璃化冷冻保护剂可降低毒性，提高保护作用。如Gautam等[2]采用玻璃化冷冻及慢速冷冻牛卵细胞时发现,EG和DMSO混合物是一种有效冷冻保护剂，使用这种冷冻保护剂可提高卵细胞存活率、卵裂率及囊胚形成率,玻璃化冷冻程序配合合理冷冻保护剂更适宜卵母细胞冷冻。玻璃化冷冻的基本原理是高浓度冷冻保护剂经急速降温后,由液态转化为外形类似玻璃化的非晶体化固体状态。由于冷却谏度很快，以至干在低温形成透明的玻璃状周体时没有冰晶形成,保留细胞内外液体正常的分子和离子分布。适宜的冷冻保护液是目前玻璃化冷冻卵母细胞的焦点，而海藻糖在此方面表现出明显优势并逐渐得到重视。

辅助生殖技术--海藻糖在辅助生殖技术上如何发挥作用

 海藻糖是由两个葡萄糖分子以a,a,111-糖苷键构成非还原性糖,自身性质非常稳定，在体内可被酶水解成为葡萄糖而利用。海藻糖对生物体具有神奇的保护作用,因海藻糖在高温、高寒、高渗透压及干燥、脱水、冷冻时等恶劣环境条件下能在细胞表面形成独特的保护膜,有效保护蛋白质分子不变性失活，从而维持生命体的生命过程和生物特征。许多对外界恶劣环境表现出非凡耐受力的物种,都与其体内存在大量海藻糖有直接关系。而蔗糖、葡萄糖等其他糖类均不具备这一功能。多项实验数据表明，海藻糖是生物大分子非特异性的天然保护剂，其在生物领域特别是卵母细胞的玻璃化冷冻方面有更加广fan的应用前景。进-步寻找有效且安全的海藻糖载入卵母细胞内的方法,在联合其他渗透性保护剂的基础上利用海藻糖特殊的功能对卵母细胞冷冻保存,探索到一种更适合于冷冻卵母细胞的方法,为人类辅助生殖技术的发展提供动力。