哈佛麻省总院 | 组织样本易损坏?这套方法能让组织完好无损

学术   科学   2025-01-16 07:31   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

在生物样本的研究中,组织保存是确保实验准确性和结果可靠性的关键步骤。尤其是在肌肉组织的研究中,冷冻保存作为一种常用的技术,能有效保持组织的结构和功能。然而,传统冷冻保存方法容易导致组织损伤,尤其是小型肌肉样本,容易出现冻裂现象,影响实验结果的准确性。在这方面,2025年1月5日,Bio-protocol 期刊在线发表了美国哈佛大学麻省总院(Massachusetts General Hospital)Nashwa Cheema题为“Cryopreservation Method for Preventing Freeze-Fracture of Small Muscle Samples”的方法文章。

图1. 文章标题页 https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5145
关键词冻裂 比目鱼肌 肌肉 小鼠 冷冻保存 组织学

冷冻保存(Cryopreservation)一种通过将生物样本快速降温至极低温,通常是-80°C或更低,以长期保存其细胞、组织或其他生物物质的技术。冷冻保存的过程能有效地保持样本的生物学活性和形态学特征,避免在保存过程中发生退化或损伤

组织保存是形态学研究中的关键步骤,常用的保存方法包括福尔马林固定和冷冻保存。福尔马林固定通过蛋白质交联稳定组织结构,但可能改变细胞原始构象,影响后续分析。冷冻保存则通过液氮快速降温保存组织,避免了固定对形态的影响,但在降温过程中容易因温度骤降导致组织形态扭曲,尤其是骨骼肌,细胞内水分结晶后会形成大晶体,破坏组织结构。为了解决这一问题,异戊烷作为冷冻介质被引入,以促进更均匀的冷冻过程。然而,传统的异戊烷冷冻方法依赖于视觉判断冷冻状态,存在多种变量(如组织大小、冷冻时间等),导致冷冻效果不稳定。本文提出了一种通过精确监控异戊烷温度进行冷冻的方法,提高了小鼠骨骼肌保存的可靠性和重复性,减少了冷冻裂解的发生率


  • 本文提出了一种稳定且可重复的冷冻方法,避免了传统方法中的视觉判断,减少了实验中的不确定性。

  • 通过监控异戊烷的温度,而非依赖视觉评估冷冻状态,从而实现更精确的冷冻控制。

  • 采用优化的冷冻过程,使冷冻裂解的发生率显著下降,从传统方法的约56%减少到4%。

—————文中代表性图—————

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图2. 实验流程图形概述(来自Bio-protocol期刊

图3. 肌肉的定位与冷冻保存所用设备(来自Bio-protocol期刊

图4. 小鼠胫前肌(TA)使用液态异戊烯和冻态异戊烯包埋的H&E染色图像比较(来自Bio-protocol期刊
  • 改进组织保存技术
    该方法可以用于其他类型组织的冷冻保存,特别是那些容易受到冷冻裂解影响的组织,如神经组织和肌肉组织。
  • 提高冷冻样本质量
    ‍通过减少冷冻裂解,改善了冷冻组织的形态学和功能完整性,有助于后续的组织学分析和免疫组化研究。
  • 药物开发与毒理学研究
    能够更稳定地保存药物或毒物处理后的组织,帮助评估药物的组织效应及其对组织结构的潜在影响。


这个方法的可重复性已经被本文作美国哈佛大学麻省总院(Massachusetts General Hospital)Nashwa Cheema团队验证过,相关实验数据与结果请见原文的“Validation of protocol”章节

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Ghag, N., Tam, J., Anderson, R. R. and Cheema, N. (2025). Cryopreservation Method for Preventing Freeze-Fracture of Small Muscle Samples. Bio-protocol 15(1): e5145. DOI: 10.21769/BioProtoc.5145.

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