냉동 보존
냉동 보존,냉동에 의한 세포 및 조직의 보존.
셰링 에이그/게티 이미지
미국 화학 협회(브리태니커 출판 파트너)이 기사에 대한 모든 동영상보기
냉동 보존은 특정 작은 분자가 세포에 들어가서 세포 내 얼음 결정의 탈수 및 형성을 방지하는 능력에 기초하며,이는 동결 과정에서 세포 사멸 및 세포 소기관의 파괴를 유발할 수 있습니다. 두 가지 일반적인 저온 보호제는 디메틸 술폭 시드와 글리세롤입니다. 글리세롤은 주로 적혈구의 냉동 보호에 사용되며,대부분의 다른 세포 및 조직의 보호에 사용됩니다. 극단적인 탈수함을 살아나기 가능한 유기체에서 생기는,트레 할로 오스 불린 설탕은 냉동 보존의 동결 건조 방법을 위해 사용됩니다. 트레 할로 오스는 세포막을 안정화시키고 정자,줄기 세포 및 혈액 세포의 보존에 특히 유용합니다.
대부분의 세포 냉동 보존 시스템은 제어 속도 냉동고를 사용합니다. 이 냉동 시스템은 액체 질소를 셀 서스펜션이 배치되는 닫힌 챔버로 전달합니다. 동결 속도를주의 깊게 모니터링하면 빠른 세포 탈수 및 얼음 결정 형성을 방지하는 데 도움이됩니다. 일반적으로,셀은 제어 속도 냉동고에서 약 -90 제곱근(-130 제곱근)에 실온에서 촬영된다. 언 세포 현탁액은 수증기 또는 액체 단계에 있는 질소를 가진 극단적으로 찬 온도에 유지된 액체 질소 냉장고로 그 때 옮겨집니다. 냉동 건조를 기반으로 한 냉동 보존은 액체 질소 냉동고를 사용할 필요가 없습니다.
냉동 보존의 중요한 응용 프로그램은 골수 및 말초 혈액에서 발견되는 조혈 줄기 세포의 동결 및 저장에 있습니다. 자가 골수 구조에서 조혈 줄기 세포는 고용량 화학 요법으로 치료하기 전에 환자의 골수에서 수집됩니다. 치료 후,환자의 냉동 보존 된 세포는 해동되어 체내에 다시 주입됩니다. 이 절차는 고용량 화학 요법이 골수에 매우 독성이 있기 때문에 필요합니다. 조혈 줄기 세포를 냉동 보존하는 능력은 특정 림프종 및 고형 종양 악성 종양의 치료 결과를 크게 향상 시켰습니다. 백혈병에 환자의 경우에,그들의 혈구는 암 이고 자가 골수 구조를 위해 사용될 수 없습니다. 결과적으로,이들 환자는 신생아의 탯줄에서 수집 된 냉동 보존 된 혈액 또는 기증자로부터 얻은 냉동 보존 된 조혈 줄기 세포에 의존합니다. 1990 년대 후반부터 조혈 줄기 세포와 중간 엽 줄기 세포(배아 결합 조직에서 유래)가 골격 및 심장 근육 조직,신경 조직 및 뼈로 분화 할 수 있다는 것이 인식되어 왔습니다. 오늘날 조직 배양 시스템에서 이러한 세포의 성장뿐만 아니라 신경 및 근육 시스템의 장애 및 간 및 심장 질환을 포함한 다양한 장애에 대한 향후 치료를 위해 이러한 세포의 냉동 보존에 대한 관심이 있습니다.
백과사전(2784)(주)브리태니커 백과사전(2784)
냉동 보존은 또한 인간 배아와 정자를 동결하고 저장하는 데 사용됩니다. 그것은 체외 수정(체외 수정)에 의해 생성되는 여분의 배아의 동결에 특히 유용합니다. 부부는 나중에 임신을 위해 또는 체외 수정이 신선한 배아와 함께 실패 할 경우 세포 보존 배아를 사용하도록 선택할 수 있습니다. 냉동 배아 이송 과정에서 배아는 해동되어 여성의 자궁에 이식됩니다. 냉동 배아 이식은 그러한 배아에서 태어난 어린이들 사이에서 어린 시절 암의 위험이 작지만 유의하게 증가하는 것과 관련이 있습니다.
인간 환자에게 사용되는 경미한 냉동 보존의 한 형태 인 심오한 저체온증은 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다. 심오한 저체온증의 감응작용의 일반적인 사용은 복잡한 심장 혈관 외과적 치료를 위해 입니다. 환자가 심장-폐 기계를 사용하여 완전한 심폐 바이 패스에 배치 된 후 혈액은 냉각 챔버를 통과합니다. 환자의 제어 된 냉각은 약 10-14 도의 매우 낮은 온도에 도달 할 수 있습니다. 이 양의 냉각은 모든 대뇌 활동을 효과적으로 멈추고 모든 중요한 장기를 보호합니다. 이 극단적 인 냉각이 이루어지면 심장-폐 기계를 정지시킬 수 있으며 외과 의사는 순환 정지 중에 매우 복잡한 대동맥 및 심장 결함을 교정 할 수 있습니다. 이 시간 동안 환자 내에서 혈액이 순환하지 않습니다. 수술이 완료된 후에,혈액은 냉각을 위해 사용된 동일한 열교환기에서 점차적으로 데워집니다. 정상적인 체온으로 점진적으로 온난화되면 정상적인 뇌 및 장기 기능이 재개됩니다. 그러나이 심오한 저체온증은 동결 및 장기 냉동 보존에서 멀리 제거됩니다.
세포는 제대로 냉동하면 10 년 이상 살 수 있습니다. 또한 부갑상선,정맥,심장 판막 및 대동맥 조직과 같은 특정 조직이 성공적으로 냉동 보존 될 수 있습니다. 냉동은 또한 초기 인간 배아,난자(난자)및 정자의 장기 생존력을 저장하고 유지하는 데 사용됩니다. 이러한 조직에 사용되는 냉동 절차는 잘 확립되어 있으며,냉동 보호제가있는 상태에서 조직은 -14 의 온도에서 장기간 보관할 수 있습니다.
연구에 따르면 냉동보호제가 없는 상태에서 냉동된 전체 동물은 해동시 손상되지 않은 유전자를 함유한 생존 가능한 세포를 얻을 수 있다. 예를 들어,15 년 이상 -20 에 저장된 전체 생쥐의 뇌 세포 핵은 배아 줄기 세포 라인을 생성하는 데 사용되었습니다. 이 세포는 이후에 마우스 클론을 생산하는 데 사용되었습니다.