在低温保存领域,冷冻保护剂堪称细胞的“防冻液”。但它不能只顾“抗冻”,还得对细胞足够“温和”。日前,银丰生命科学研究院自主研发的YF冷冻保护剂,与其它研究机构使用的M22保护剂,进行了一次严格的平行对比。结果显示:在安全性和抑冰能力两项核心指标上,YF均显著优于M22。

01细胞存活率:YF近乎“无损”,M22损伤明显
对比选用了人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)作为测试对象。处理后统计细胞存活率:
YF组:平均存活率与冻存前的样本活率对比,活率下降仅6.66%±1.23,统计学上无显著差异(P>0.05)。这说明YF保护剂保护效果显著,近乎“无损”。
M22组:平均存活率与冻存前的样本活率对比,活率下降达17.34%±5.52,统计学差异达到极显著水平(P<0.0001)。这说明M22保护效果相对YF有显著差距。

不同冷冻保护剂处理后细胞的活/死染色荧光图像
绿色荧光(Live)代表活细胞,红色荧光(Death)代表死细胞,Merge 为双通道叠加图像
数据稳定性同样关键——多次测试YF的标准差仅为1.23,表明每批保护剂、每次操作的结果高度一致;而M22的标准差高达5.52,波动剧烈。更极端的情况是YF最低存活率对比M22最低存活率,差距高达20.46%。这意味着,选用YF不仅能保证绝大多数细胞“无损”,而且效果稳定可靠,不“看运气”。

YF冷冻保护剂 与 M22 对 hUC-MSCs 存活率的影响
YF为何如此“温和”? 配方上,它采用多种渗透型保护剂复配,避免单一高浓度试剂带来的化学冲击;同时添加保护性基质,帮助调节渗透压、稳定细胞膜、减轻氧化应激;并且不添加合成抑冰剂,从而规避了这类成分可能引发的非特异性细胞毒性。
02抑冰能力:YF让冰晶“长不大”,M22无法阻挡“冰刺生成”
冷冻损伤的另一大元凶是冰晶——随着冰晶长大,形成“冰刺”,它们像微小的刀刃,会刺破细胞膜和细胞器,进而造成冷冻损伤。因此抑冰能力是评价保护剂效果的另一个重要参考指标。本实验通过两种方法评估YF保护剂和M22对冰晶生长的抑制效果。
方法一:冰晶重结晶抑制实验(-8℃退火30分钟)
结果显示,在相同浓度和处理条件下,YF处理后的平均冰晶面积明显更小,说明它能有效阻止小冰晶合并成大冰晶;而M22处理后的冰晶面积显著更大,重结晶现象突出——这对生物样本是明确的威胁。

YF冷冻保护剂 与M M22 的 splat assay 结果
方法二:单冰晶动态生长实验(4M浓度,0~9.5秒)
观察冰晶随时间的生长轨迹:YF中的冰晶,无论面积还是等效半径,增长都非常缓慢,始终维持在细小尺寸;而M22中的冰晶在后期快速生长,形成大星形或枝晶结构,尖锐的边缘极易对细胞造成物理损伤。

4 M YF冷冻保护剂 与 4 M M22 的单冰晶生长实验结果
综合两项实验,在相同条件下,YF的抑冰综合能力优于M22。其内在机理在于:YF能更强地干扰冰-水界面的水分子有序排列,降低水分子的迁移能力,从而从源头上抑制冰晶的成核与生长。
03从跟跑到并跑:国产保护剂用数据赢得话语权
山东银丰生命科学研究院(以下简称“银丰生科院”)是银丰生物工程集团投资,经山东省民政厅批准的非营利性科研机构。专注基因技术、细胞技术、低温医学和再生医学等领域的研发转化。
在低温医学方向,银丰生科院发起“银丰生命延续计划”,致力于组织、器官乃至大尺寸完整生物体的低温保存与复温技术攻关。团队汇聚了低温生物医学、临床医学、再生医学、人工智能、法学、伦理学等多学科专家,目前已自主研发出覆盖细胞、组织、器官等不同层面的YF系列冷冻保护剂共30余种,其中大尺寸生物体保护剂已升级至3.0版本。

本次“头对头”对比实验,用扎实、透明的数据证明:中国自主研发的冷冻保护剂,在核心性能上已具备显著的国际竞争力。这不仅是银丰技术实力的体现,更是中国低温生物医学领域从“跟跑”迈向“并跑”、用科学数据赢得国际话语权的有力注脚。
