复旦科学家破纪录复活冰冻大脑!
复旦科学家破纪录复活冰冻大脑!
近日,复旦大学脑科学转化研究院邵志成研究员团队在《细胞报告方法》(Cell Reports Methods)期刊发表了一项突破性研究成果,成功开发出一种名为MEDY的脑类器官冷冻保存新技术。这一技术不仅能够有效保护神经细胞的结构和功能活性,更为未来实现完整人脑的冷冻保存开辟了新的可能。
研究背景与意义
大脑是人体最复杂的器官之一,其精细的结构和功能使得相关研究面临巨大挑战。冷冻保存技术为脑科学研究提供了新的可能性,但传统方法在冷冻过程中容易造成细胞损伤,难以保持脑组织的完整性和活性。复旦大学的这项研究正是在这一背景下展开的。
研究方法与成果
研究团队首先筛选了多种能够保护类器官形态完整性的试剂,包括甲基纤维素、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、海藻糖、葡萄糖、蔗糖和脯氨酸等。通过不同浓度梯度的测试,他们发现甲基纤维素、乙二醇和PVP对类器官具有一定的保护作用。
为了进一步提高冷冻保存效率,研究团队测试了不同冷冻保存介质组合,并添加ROCK抑制剂Y27632。结果显示,四种组合冷冻剂都能显著减少类器官复苏后的碎片问题。通过对复苏后类器官的轴突生长状态、神经元生长状态以及凋亡比例的对比分析,最终确定了由1%甲基纤维素、10%乙二醇、10% DMSO和10 μM Y27632组成的最佳冷冻保存剂,命名为MEDY。
进一步的研究表明,MEDY技术不仅适用于脑类器官,还可以广泛应用于多种脑区域特异性类器官,包括背/腹侧脑、脊髓、视神经类器官和癫痫患者源性脑类器官。更重要的是,该技术能够保留3D人脑组织的病理特征,解冻后仍可维持其功能活性。
专家观点与讨论
英国萨里大学的罗曼·鲍尔教授表示,这项研究为实验室中的大脑发育等健康研究提供了新的可能性。伯明翰大学的研究员佩德罗·马加良斯则认为,复旦大学科研团队采用的方法成功防止了脑细胞在冰冻和解冻过程中的死亡,甚至保留了其功能,这是一项令人惊叹的成就。
未来展望
这项突破性技术有望在多个领域产生深远影响。在脑科学研究方面,MEDY技术能够显著减少神经类器官的制备时间和成本,促进脑科学基础研究的深入开展。在临床应用方面,该技术可以维持活体人脑组织的病理特征,便于各种神经类器官和活体脑组织的大规模存储,为神经类器官移植治疗和药物评估与筛选提供了新的工具。
此外,这项技术还可能为绝症患者带来新的希望。通过冷冻保存大脑组织,患者可以在等待未来医学技术发展的同时保持“暂停”状态。在更遥远的未来,这项技术甚至可能应用于宇航员的星际旅行,帮助人类探索更遥远的星系。
社会影响
这项研究一经发表,便在学术界和社会上引起广泛关注。许多网友将其与科幻小说《三体》中的情节相联系,认为这是人类向“永生”迈出的重要一步。然而,也有专家指出,虽然这项技术在实验室环境中取得了显著成果,但要将其应用于人体大脑的冷冻和复活,仍面临诸多技术和伦理挑战。
复旦大学这项突破性研究不仅展示了中国在脑科学研究领域的实力,更为未来医学和科技发展带来了新的可能性。随着技术的不断进步和国际合作的深入,我们有理由相信,人类对大脑的理解将越来越深入,而像MEDY这样的创新技术将为脑科学研究和医疗应用带来革命性的变革。