高通量筛选低毒性玻璃化冷冻保护剂混合物：发现协同减毒效应

本刊推荐：本研究通过高通量方法评估21种冷冻保护剂（CPA）单用及混合使用的细胞毒性，发现四种二元组合（如甲酰胺/甘油）能显著降低毒性，为器官玻璃化冷冻（vitrification）提供了低毒性CPA配方优化策略，助力构建毒性数据库及预测模型开发。

　　

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Materials

本研究使用的21种冷冻保护剂（CPA）选自Ahmadkhani等人筛选的27种CPA（见表1）。其他化学试剂包括PrestoBlue（Life Technologies Corporation）、HEPES缓冲盐水、Dulbecco改良 Eagle培养基（Gibco）、胎牛血清（Gibco）和青霉素-链霉素（Gibco），其来源均按Warner等人的描述采购。简言之，配制HEPES缓冲盐水（HBS）使用了以下试剂：MgCl₂?6H₂O（VWR）、CaCl₂?2H₂O（Fisher Chemical）等。

Results and discussion

我们近期开发了一种同步测量CPA渗透性和毒性的高通量新方法，并利用该方法筛选出27种化学品中21种在室温2 mol/kg浓度下具有良好渗透性和低毒性的候选物。本研究进一步探讨了这些化学品在更高浓度下的毒性，并探索通过CPA混合物组合降低毒性的潜力。实验采用Hamilton液体处理系统实现CPA多步添加与移除的自动化，显著提升了操作精度与通量。

Conclusions

研究结果表明：CPA毒性随浓度和暴露时间增加而升高，而多数CPA混合物能有效降低毒性。这表明经精心筛选的CPA组合可减少玻璃化溶液的毒性，有望提升器官等复杂生物结构的冷冻保存效果。虽然本研究仅评估了浓度高达6 mol/kg的毒性，但所建立的高通量框架为识别低毒性CPA混合物奠定了坚实基础，未来将推动冷冻保存策略的优化创新。