TiProtec 助力 hPCLS 长期冷存：解锁呼吸研究新 “视” 界，开启按需探索新征程

为解决 hPCLS 在组织获取、培养及存储方面的难题，德国多家机构研究人员开展 TiProtec 对 hPCLS 冷存储效果的研究，发现 TiProtec 可保存其多种特性 14 天且能用于按需研究。推荐科研读者阅读，助您了解前沿肺部研究成果。

　　

在呼吸研究的领域中，慢性肺部疾病就像一群来势汹汹的 “健康杀手”，在全球范围内严重威胁着人们的生命健康，是导致疾病发生和死亡的主要原因之一。为了更好地了解这些疾病的发病机制、开发新的治疗方法，科学家们一直在寻找合适的研究模型。而人类精准切割肺切片（hPCLS）就像是一把神奇的 “钥匙”，它能帮助科学家们打开探索肺部疾病奥秘的大门。

hPCLS 可以保留肺部完整的三维结构，里面包含了气道上皮细胞、肺泡 I 型和 II 型细胞、成纤维细胞、免疫细胞（如肺泡巨噬细胞）和平滑肌细胞等各种细胞，就像一个小小的 “肺部世界”。凭借这些优势，hPCLS 在研究肺部疾病机制、评估新型治疗方法以及检测环境对肺部的影响等方面发挥着重要作用，同时也为替代动物实验贡献了力量，符合 “3R 原则”（即替代 Replacement、优化 Refinement 和减少 Reduction） 。

然而，这把 “钥匙” 在使用过程中却遇到了不少麻烦。一方面，人类肺部组织样本非常稀缺，那些患有特定疾病患者的样本更是珍贵无比。另一方面，获取和培养 hPCLS 的过程复杂，时间也有限制，这使得研究人员常常不得不尽快使用新鲜的 hPCLS，剩余的组织只能无奈丢弃，无法留到后续实验使用。此外，一些研究人员由于不在大型移植或胸外科手术中心工作，根本无法获取新鲜的肺组织，这大大限制了 hPCLS 在研究中的应用。

为了解决这些难题，来自德国多家研究机构的研究人员展开了一场探索之旅。他们在《Respiratory Research》期刊上发表了题为 “Cold storage of human precision-cut lung slices in TiProtec preserves cellular composition and transcriptional responses and enables on-demand mechanistic studies” 的论文。经过一系列研究，他们发现使用一种名为 TiProtec 的组织保存溶液，能让 hPCLS 在 4°C 的低温下保存长达 14 天，并且还能维持其活力、代谢活性、转录谱和细胞组成。这一发现就像是为 hPCLS 找到了一个 “安全的港湾”，让它们在存储过程中保持良好的状态，而且研究还表明，经过低温保存的 hPCLS 依然可以用于呼吸研究中的按需机制研究，这无疑为肺部疾病研究开辟了新的道路。

在这项研究中，研究人员运用了多种技术方法。他们通过组织切片技术，从非慢性肺部疾病患者的肿瘤周围组织获取 hPCLS；利用 Live/Dead?染色和 Alamar Blue 检测等细胞活性检测技术，来评估 hPCLS 在储存过程中的细胞活力和代谢活性；借助 RNA 测序技术，分析储存后 hPCLS 的转录变化和细胞组成；还采用免疫荧光技术，观察相关蛋白的表达情况，进而探究细胞的变化 。

下面我们来详细看看他们的研究结果。

1. TiProtec 和 TiProtec (-) 可维持 hPCLS 活力超 14 天：研究人员用 Live/Dead?染色法对 hPCLS 进行检测，这就像是给细胞贴上了 “生死标签”，活细胞会发出绿色荧光，死细胞则发出红色荧光。他们发现，在 DMEM/F - 12 溶液中储存的 hPCLS，到第 14 天活力显著下降，到第 28 天更是所剩无几。而在 TiProtec 和不含铁螯合剂的 TiProtec (-) 溶液中储存的 hPCLS，在整个 28 天的储存期内都能保持较高的活力，铁螯合剂的添加与否对其活力并没有显著影响。这表明 TiProtec 和 TiProtec (-) 就像两个忠诚的 “守护者”，能有效维持 hPCLS 的细胞活力。
2. TiProtec 和 TiProtec (-) 维持代谢活性长达 14 天：通过 Alamar Blue 检测，研究人员发现，在 DMEM/F - 12 溶液中储存的 hPCLS，代谢活性在第 7 天就开始下降，到第 14 天变得非常明显，到第 28 天几乎微乎其微，这说明 DMEM/F - 12 不太适合长期储存 hPCLS。相比之下，TiProtec 和 TiProtec (-) 在维持代谢活性方面表现出色，在 14 天内都没有出现显著下降，不过在 21 天后，TiProtec (-) 的表现比 TiProtec 更优。这意味着在 14 天内，TiProtec 和 TiProtec (-) 能够让 hPCLS 的 “能量工厂” 持续稳定地运转。
3. hPCLS 在 TiProtec 和 TiProtec (-) 中保存新鲜 hPCLS 的转录和细胞特征：研究人员使用 RNA 测序技术对储存后的 hPCLS 进行分析，这就像是读取细胞的 “遗传密码”。主成分分析（PCA）结果显示，与新鲜的 hPCLS 相比，在 DMEM/F - 12 中储存 7 天的 hPCLS 转录变化最为明显，而在 TiProtec 或 TiProtec (-) 中储存 14 天的 hPCLS，转录谱更接近新鲜的 hPCLS。此外，细胞类型特征富集分析表明，在 TiProtec 或 TiProtec (-) 中储存，对 hPCLS 细胞组成的影响较小。这说明 TiProtec 和 TiProtec (-) 不仅能维持 hPCLS 的外在状态，还能让细胞内的 “遗传信息” 保持相对稳定。
4. TiProtec 和 TiProtec (-) 预防炎症、缺氧并维持 hPCLS 的细胞组成：通过基因集富集分析等研究发现，与 DMEM/F - 12 相比，TiProtec 和 TiProtec (-) 都能下调 hPCLS 中与干扰素相关的炎症反应。而且，TiProtec 在下调其他代谢功能、氧化应激反应和缺氧方面表现更为突出，还能保护像肺泡 II 型细胞和周细胞这样容易受到影响的细胞类型。这表明 TiProtec 和 TiProtec (-) 就像两个 “灭火器”，能有效减少炎症和氧化应激反应，保护脆弱的细胞。
5. 冷储存不会诱导 hPCLS 细胞衰老：研究人员通过对衰老相关基因的表达分析以及免疫荧光检测发现，在 TiProtec 和 TiProtec (-) 中冷储存的 hPCLS，与标准培养条件下的 hPCLS 相比，衰老相关蛋白的表达水平相似且较低。这说明冷储存不会让 hPCLS 的细胞 “变老”，而且这种效果与铁螯合剂的存在与否无关。
6. 冷储存的 hPCLS 可用于临床相关的纤维化模型：研究人员用纤维化鸡尾酒处理冷储存后的 hPCLS，模拟肺部纤维化的过程。结果发现，在 TiProtec (-) 和 TiProtec 中储存 14 天的 hPCLS，在受到纤维化刺激后，与新鲜的 hPCLS 一样，能上调与纤维化相关的基因和蛋白表达，这表明冷储存的 hPCLS 依然能够对纤维化刺激做出正常反应。这意味着经过冷储存的 hPCLS 在研究肺部纤维化疾病方面仍然具有重要价值。

综合以上研究结果，研究人员得出结论：TiProtec 在长期冷储存 hPCLS 方面表现最佳，能够维持 hPCLS 的多种特性长达 14 天，冷储存的 hPCLS 可用于呼吸研究的按需机制研究。这一研究成果意义重大，它为 hPCLS 的储存和应用提供了新的方法和思路。在未来的肺部疾病研究中，TiProtec 有望让研究人员更有效地利用 hPCLS，比如建立 hPCLS 生物样本库，实现不同实验室之间的样本共享，加速药物研发进程，推动个性化治疗的发展。不过，该研究也存在一些局限性，比如实验仅使用了癌症切除手术患者的肺组织，没有涉及其他疾病来源的组织；对细胞组成变化的评估仅在转录组水平进行，缺乏蛋白质水平的细胞类型特异性分析；此外，还需要进一步研究不同组成的肺切片对冷储存或冷冻保存的差异敏感性，并与其他长期储存方法进行比较 。但这并不影响它为后续研究奠定坚实的基础，相信在未来，随着研究的不断深入，科学家们将在肺部疾病研究领域取得更多突破，为人类健康带来更多希望。