缓步动物，也被称为水熊虫，以其在几乎任何事物中生存的能力而闻名。它们在极端环境中使用蛋白质保护自己，研究人员开发了一种有效且有效的策略来保护人类红细胞。发表于 ACS 实施和接口， 研究人员报告说，这项技术比目前的甘油冷冻方法更简单，可以恢复贫血小鼠的红细胞数量。
缓步动物的生存环境会摧毁大多数其他生物：冰冻、干燥和太空真空。研究人员甚至给它们纹上微小的纹身，但这些动物却没有出现。通过研究这些生物的生活方式，研究人员希望找到保护人类细胞的方法。
一个潜在的应用是红细胞冷冻保存——一种长期保存稀有血型直至需要的过程。血细胞通常用甘油处理，以阻止冷冻过程中冰晶的形成。然而，在输血之前，必须除去甘油，这会导致细胞损伤。缓步动物提供了一个更简单的选择：它们有一种叫做 CAHS（胞质热溶性）的蛋白质，可以用来在极端条件下维持自己的生命。这些蛋白质与海藻糖具有独特的相互作用，海藻糖是一种稳定细胞膜和蛋白质的糖。它通常用于减少冷冻食品的冻伤。因此，Hui Yan、Leming Sun 及其同事想了解 CAHS 蛋白和海藻糖的组合是否可以比甘油更好地保护小鼠的红细胞。
这项研究是我们首次尝试将从具有超强弹性的生物体中汲取的经验教训转化为实用的细胞保护策略。如果进一步开发，它可以使解冻后的过程变得更容易，减少对残留甘油的担忧，并有助于保持储存细胞的质量。
孙乐明，该研究通讯作者
研究人员没有使用整个 CAHS 蛋白，而是发现其中一部分提供了所需的保护作用。当在低温下与海藻糖结合，然后冷冻在液氮中时，这两种成分会改变冰形成和融化的方式，从而保护细胞免受损害。并且细胞裂解后，CAHS-海藻糖可以通过离心轻松洗掉。使用新方法保存的小鼠红细胞中有高达 89% 被完全恢复，而使用甘油冷冻的细胞只有约 82% 被完全恢复。最后，研究小组测试了新的冷冻保存方法，发现血细胞在冷冻、解冻和洗涤后具有生物学活性。在贫血小鼠中，输注冷冻保存的血液可显着改善血细胞计数和血红蛋白水平，而不会引起炎症反应。
研究人员希望这项工作能够帮助开发更好的冷冻保存策略，甚至导致可以在室温下发挥作用的血液保存策略。
作者感谢中国国家自然科学基金委员会、广东省基础与应用研究基金和中国陕西省基础自然科学研究计划的资助。
来源：
美国化学会 (ACS)
