复旦大学的邵志成团队成功复活了冷冻18 个月的人类大脑类器官，直接破了低温技术领域纪录，登上了Cell子刊。

冷冻保存是一种将生物样品在低温下保存的有效方法，使其能够在长期储存期间保持其结构和功能。近年来，冷冻保存技术在神经科学研究领域得到了广泛应用，特别是用于保存人脑组织和神经类器官。

人脑组织和神经类器官是研究神经系统发育和疾病的宝贵资源。然而，这些组织非常脆弱，容易在常温下发生降解。冷冻保存可以有效地防止这些组织的降解，使其能够在未来进行研究。

本文将介绍人脑组织和神经类器官的有效冷冻保存方法。讲述了冷冻保存的基本原理和步骤。然后，讨论了影响冷冻保存效果的因素，包括冷冻速率、保护剂的使用和解冻过程。最后，介绍了一些用于冷冻保存人脑组织和神经类器官的最新技术。

实验步骤

这项技术，是低温技术领域的重大突破，为改进神经系统疾病的研究方法铺平了道路。本月，复旦大学邵志成博士团队的这篇工作，也正式登上了 Cell 子刊。

人脑组织模型和类器官在研究和模拟人类神经系统疾病方面至关重要。然而，长期培养的类器官高昂的维护成本限制了它们的广泛应用。因此，开发脑组织和类器官的低温保存方法迫在眉睫。

本研究建立了一种使用甲基纤维素、乙二醇、DMSO 和 Y27632（称为 MEDY）的冷冻保存皮质类器官的方法，该方法不会破坏神经细胞结构或功能活动。

MEDY 可用于多种脑区特异性类器官，包括背/腹前脑、脊髓、视囊泡脑和癫痫患者来源的脑类器官。此外，MEDY 还能够实现人类脑组织样本的冷冻保存，解冻后仍能保留病理特征。转录组分析表明，MEDY 可以保护突触功能并抑制内质网介导的细胞凋亡途径。MEDY 将实现各种神经类器官和活体脑组织的大规模、可靠储存，并促进广泛的研究、医疗应用和药物筛选。

免疫荧光染色成像技术显示了解冻的大脑类器官

对此，英国伯明翰大学的 João Pedro Magalhães 教授表示，自己被震撼到了。

要知道，脑细胞是非常脆弱，对压力极其敏感的。而团队采用的方法却可以成功防止细胞死亡，甚至让它们保留功能，这不得不说是一项奇迹。

Magalhães 教授大胆预言，我们现在完全可以想象这样的场景 ——几十年或几个世纪后，绝症患者可以被冷冻保存，等待有治愈方法的那天。宇航员可以被冷冻，醒来时就已经被送到了其他星系。

为何MEDY能保存脆弱的脑组织细胞呢？

MEDY能够有效保存脆弱的脑组织细胞，主要是因为它利用了特定的化合物组合，这些化合物能够保护细胞免受冷冻过程中的损伤。具体来说，MEDY包括甲基纤维素、乙二醇、DMSO和Y27632，这些成分共同作用，能够：

提供物理保护：甲基纤维素能形成保护层，减少冰晶对细胞的物理伤害。

维持渗透平衡：乙二醇和DMSO作为穿透性低温保护剂，帮助细胞维持渗透平衡，防止细胞因脱水而死亡。

抑制细胞死亡：Y27632作为ROCK抑制剂，可以抑制冷冻引起的细胞凋亡路径，提高细胞存活率。

图 1. MEDY 冷冻保存技术的建立

图 2. MEDY 对皮质类器官功能结构的保护

图 3. 正常和 MEDY 皮质类器官中细胞多样性的 RNA 测序和单细胞测序分析

图 4. 通过钙成像和 MEA 技术检测正常和MEDY皮质类器官的功能活动

图 5. MEDY 冷冻保存可用于长期培养的皮质类器官和 SP 类器官的保护

图 6. MEDY 冷冻保存适用于癫痫儿童来源的皮质类器官和活脑组织的保存

图 7. RNA 测序揭示了MEDY冷冻保存技术背后的基因表达变化

文章来源：https://doi.org/10.1016/j.crmeth.2024.100777