虾青素在精原干细胞冷冻保存中的抗氧化保护作用及机制研究

为解决冷冻保存过程中精原干细胞(SSCs)因氧化应激导致的存活率下降问题，研究人员开展虾青素(AST)对小鼠SSCs冷冻保护作用的研究。结果表明，10 μM AST可显著提升细胞存活率、降低ROS水平，并通过调控Bax/Bcl2表达抑制凋亡。该研究为男性生育力保存提供了新型抗氧化剂优化方案。

　　

在儿童癌症治疗领域，化疗和放疗虽能挽救生命，却会对男性患者的精原干细胞(Spermatogonial Stem Cells, SSCs)造成不可逆损伤，导致未来生育能力丧失。随着癌症治疗技术的进步，患者生存率显著提升，但生育力保存成为亟待解决的医学难题。尤其对于青春期前男孩，传统精子冷冻保存无法实施，睾丸组织冷冻保存成为唯一选择。然而，冷冻过程产生的活性氧(ROS)会引发细胞凋亡、DNA损伤和脂质过氧化，严重影响解冻后SSCs的存活和功能。

为突破这一技术瓶颈，沙赫尔科尔德大学的研究团队在《Cryobiology》发表重要研究，系统评估了天然强效抗氧化剂虾青素(Astaxanthin, AST)对小鼠SSCs冷冻保存的保护作用。研究发现，在冷冻培养基中添加10 μM AST可显著提升解冻后细胞存活率达93%以上，同时降低细胞内ROS积累和脂质过氧化水平。机制研究表明，AST通过下调促凋亡基因Bax、上调抗凋亡基因Bcl2的表达，有效抑制冷冻诱导的细胞凋亡通路。该研究不仅证实AST优于传统抗氧化剂维生素E的保护效果，更为男性生育力保存技术提供了创新性解决方案。

研究采用多学科技术方法：通过两步酶消化法从新生C57小鼠睾丸分离SSCs，采用含不同浓度AST(1-100 μM)的冷冻培养基进行程序化冷冻；通过流式细胞术检测细胞活力和ROS水平，qPCR分析凋亡相关基因表达；利用比色法测定总抗氧化能力(TAC)和丙二醛(MDA)含量评估氧化损伤程度。

【Isolation, purification and culture of mouse SSCs】
研究采用新生雄性C57小鼠睾丸组织，通过胶原酶-胰蛋白酶两步消化法获得高纯度SSCs，经3周培养形成典型干细胞集落。新鲜分离细胞存活率超过93%，为后续实验奠定基础。

【Proliferation of cells】
培养观察显示，SSCs在支持细胞层上形成典型球形集落，直径随培养时间延长而增大。冷冻-复苏后，AST处理组集落形成能力显著优于对照组，证实AST对干细胞增殖特性的保护作用。

【讨论】
研究突破性地揭示AST通过双重机制发挥保护作用：一方面直接清除ROS，维持线粒体氧化还原平衡；另一方面调控Bcl2/Bax表达比例，抑制caspase级联反应。与传统抗氧化剂相比，AST的亲脂性使其更易穿透细胞膜，在胞内发挥持续抗氧化效应。该发现为优化人类睾丸组织冷冻保存方案提供了理论依据，对儿童癌症患者的生育力保存具有重要临床价值。

研究结论强调，10 μM AST可作为SSCs冷冻保存的理想添加剂，其通过增强TAC、降低MDA水平和调控凋亡通路，显著提升干细胞存活率和功能完整性。这一成果不仅拓展了类胡萝卜素在生殖医学中的应用前景，更为开发新型冷冻保护剂奠定了科学基础。未来研究可进一步探索AST在人类睾丸组织冷冻中的应用效果，以及与其他抗氧化剂的协同作用机制。