2020年11月25日，原能细胞深低温冷冻研究团队，关于“全自动化与传统人工存储对细胞活性和功能的影响比较”的文章在《Cryobiology》 杂志上发表。

 

文章主要内容摘要如下：

在细胞的长期低温存储过程中，由于传统的人工储存方法使细胞在入库和出库过程中反复暴露于室温，对细胞的活性和功能有较大的损伤。

为了减少环境温度波动对存储细胞的影响，原能生物研发设计了全自动深低温存储系统（BSN-500）采取全自动化单管存取细胞，实现全程样本冷链管理和操作信息可追踪性和可溯源性。研究和比较传统的人工存储和全自动深低温存储对细胞的影响。

我们选择人类脐带间充质基质细胞(UC-MSCs)为研究对象，比较全自动化存储和传统人工存储对细胞活性、增殖和分化等功能的影响。(UC-MSCs)长期有效的低温存储是基础研究、再生医学和组织工程应用中持续供应干细胞的必要步骤和关键方法，所以开发安全、有效的低温保存方法迫在眉睫。

 

为了模拟细胞库存取细胞人工操作过程，通过机械臂将UC-MSCs从液氮罐提取至室温，直至样品温度上升到-60℃，然后再将样本放回液氮罐至样本温度达到-150℃，反复循环400次 。与此同时，用同一批次的UC-MSCs，通过全自动深低温存储系统，使样本在两个存储罐间进行反复存取，在整个冷链过程中样本保持在-150℃以下。

 

我们的数据显示：

1.   分别提取400次后，全自动深低温存储系统和人工存储方法保存的细胞活率分别为94.2% ± 1.7%和76.9% ± 5.3% (p <0.0001)，细胞回收率分别为85.5% ± 5.7%和44.5% ± 2.1% (p<0.0001)。

2.   随着提取次数的增加，人工存储方法保存的UC-MSCs复苏24h后细胞贴壁率从41.47%逐渐下降到14.29%，温度波动导致UC-MSCs内的线粒体功能显著降低，用JC-1试剂检测的红/绿荧光强度比从~18下降到~3，表明线粒体功能降低以及早期凋亡细胞比例逐渐增加。

3.    分别提取400次后UC-MSCs培养72h细胞增殖倍数，全自动深低温存储的UC-MSCs细胞增殖倍数13.5±0.2，显著高于人工存储的UC-MSCs细胞增殖倍数4.3±0.5 (p < 0.0001)。

 

4.   此外，随着提取次数的增加，人工存储方法保存的UC-MSCs对成脂和成骨的分化潜能有显著影响，通过分化后染色结果得知，经过人工存储方法细胞提取至400次时，脂肪形成的荧光面积由~55%下降到~5%，骨形成的荧光面积由~55%下降到~26%。

 

 

数据显示：使用传统的人工存储方法会导致细胞存活率、回收率、贴壁能力和增殖能力以及分化潜力的降低。另一方面，通过全自动深低温存储系统，细胞在存储过程中所处的温度基本未改变，所有特性均未在存储过程中均未受到影响。

因此，全自动低温存储系统可较好地用于细胞的长期冷链存储，最终为再生医学应用提供更高质量的UC-MSCs细胞产品。全自动深低温存储系统可以避免样本在存储过程中的温度波动，为各类珍稀动植物样本库、大规模的临床医学生物样本库、抗体或细胞药物的三级种子库的建设，奠定坚实的基础。全自动化深低温冷冻系统还可实现设备上任何操作的可记录性和可追溯性，以确保生物样本和信息的准确性。自动化存储可有效保障生物样本的质量与安全，推动行业的产业化进程。