自然·通讯发布：麻省总医院实现啮齿动物器官的超长储存 比现有方法长5倍

末期器官衰竭是美国人死亡的首要死因，其死亡率超过癌症。通过按需移植取代衰竭器官的方式，有可能每年在全球范围内拯救百万人的生命。虽然部分原因是捐赠器官的供应有限，但关键的问题是捐赠器官在体外生存的时间有限。器官和组织保存已被确定为当今生物医学所面临的关键挑战之一。

两位研究员Casie Pendexter和McLean Taggart在讨论部分冷冻方案。

器官保存的临床标准是+4℃的低温保存。然而，这限制了血管和代谢活跃的组织（如肝脏）在体外保存的时间，只能维持几个小时。

来自麻省总医院和哈佛大学医学院（HMS）的科学家们首次成功地冷冻了啮齿动物的肝脏，通过调整动物在冬季用于忍受寒冷温度的策略，将保存时间延长了五倍。耐冻性是自然界中多种生物利用的有效策略。例如，木蛙（Rana Sylvatica）可以在-6℃至-16℃的冷冻状态下生存数周。通过研究这些过程并采用他们的经验，麻省总医院医学和外科工程中心（CEMS）的研究人员开发了新的方法，在不失去移植活力的关键指标情况下，将整个大鼠肝脏冷冻的时间比目前的方法长五倍。

装载有冷冻保护剂的大鼠肝脏的照片

该方案的核心策略是促进热力学稳定的冷冻状态，同时保持足够的未冻部分以限制冻伤和过度脱水；因此，该方法被称为 “部分冷冻”。重要的是，这种方法利用机器灌注技术，在零度储存之前对器官进行均匀的预处理，并使器官从休眠状态中恢复。

Shannon Tessier博士

麻省总医院医学和外科工程中心（CEMS）中心研究员

哈佛医学院（HMS）外科助理教授

研究发表在《Nature Communications 》（《自然·通讯》），主要作者Shannon Tessier博士详细介绍了该新方案，她表示当涉及到将移植器官与等待的患者相匹配时，额外的保存时间可以产生重大的影响。Tessier是麻省总医院CEMS中心的研究员和HMS的外科助理教授。

Tessier博士表示：“当你有更多的时间时，你可以搜索更广阔的区域，并且可以找到一个很好的匹配，这意味着会有更少的器官丢弃情况，患者接受的器官机会更多，以及器官可以保存更长的时间来等待接受的患者。”

研究人员以赋予非损伤部分冷冻状态为研究重点，对低温保存的一个核心概念提出了挑战，即应该完全避免使用冰。迄今为止，大多数零度以下的保存工作都集中在超低温范围（<-80°C）。在这些温度下，冷冻或玻璃化方法可能使细胞遭受多重问题的困扰，比如致命的细胞内冰的形成、机械和热应力、冷冻保护剂的毒性和从细胞到人体器官大小范围的可扩展性局限等。

相反，从-4℃到-20℃的 “高亚零度低温 “温度范围内有一个相对未开发但潜在的优势，它可能比+4℃的临床低温储存更深地实现代谢停滞，同时避免了上述超低温储存的许多挑战。

“这种方法汇集了热力学、低温生物学和移植学的尖端技术，实现了木蛙组织的常规功能，即达到-15°C左右的热力学稳定温度，可以使它们存活数周和数月，”该研究的共同通讯作者，麻省总医院CEMS中心的联合创始人Mehmet Toner博士表示，同时他也是HMS的外科和健康科学技术教授。”还有更多的工作要做，但这一成功打开了人类器官库的大门，其持续保存时间远远超过了目前任何技术所能达到的程度。”

共同通讯作者、麻省总医院CEMS中心研究员和哈佛大学医学院外科副教授Korkut Uygun博士说：“通过超低温，我们以一种适用于人类工作的方式复制了这些动物器官的能力。“部分冷冻”技术使它更进一步，达到自然界所能达到的最佳状态。我们非常高兴能让大鼠的肝脏器官做到它以前从未做过的事情–被冷冻、解冻并恢复肝脏功能。”

关于美国麻省总医院

麻省总医院成立于1811年，是哈佛医学院最初设立且规模最大的教学医院。我们拥有全美最大的以医院为基础的研究项目，同时也是美国国立卫生研究院研究资金最大的接受者，我们的研究项目横跨医院的20多个临床部门和中心。麻省总医院可以为几乎每一个专科和次专科、内科和外科领域提供精准的诊断和治疗。我们的六个多学科护理中心以癌症、消化系统疾病、心脏病、神经内科、血管医学和创伤中心的创新而闻名世界。另外麻省儿童总医院提供全面的小儿保健服务，从初级护理到运用尖端疗法诊治复杂和罕见的疾病。麻省总医院连续多年被《美国新闻与世界报道》评为美国最顶级医院之一，在14项专科排名中均获得名次的医院。在接受评估的近5000家医院中，麻省总医院自1990年评选举办开始便一直占据荣誉榜顶级医院之列。

参考：

原文链接:

https://www.massgeneral.org/news/press-release/scientists-freeze-livers-and-preserve-for-five-days

编辑：李丽