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福建科研界关注:小鼠海马体玻璃化冷冻后成功恢复记忆功能

福州多家高校生命科学实验室近日正密切关注一项突破性进展——德国埃尔朗根-纽伦堡大学团队在《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表的研究证实:成年小鼠的海马体组织经玻璃化冷冻保存后,复温仍可恢复学习与记忆相关的关键神经功能。

这项技术并非传统意义上的“冷冻”,而是通过高浓度冷冻保护剂置换组织水分,使脑组织进入类似玻璃态的稳定固态。福州大学生物医学工程中心专家指出,该路径有望为未来神经退行性疾病干预提供新思路,也为低温生物学在福建本地转化研究埋下伏笔。

福建科研界关注:小鼠海马体玻璃化冷冻后成功恢复记忆功能(图1)

实验采用350微米厚含海马体的小鼠脑切片,经预处理后速冻至-196℃,并在-150℃深低温环境中以玻璃态保存10分钟至7天。结果显示,线粒体呼吸功能、颗粒细胞兴奋性及突触可塑性均保持良好;尽管部分神经元电活动略有下降,但对电刺激响应已接近正常水平。

研究团队进一步尝试原位灌注式玻璃化保存,通过主动脉输注复合保护液(含22.3%二甲基亚砜、16.84%乙二醇、12.86%甲酰胺与7%聚乙烯吡咯烷酮),并采用“交替平衡”策略规避血脑屏障损伤。部分完整小鼠大脑在复温及清除保护剂后,结构完整性得以维持。

福建科研界关注:小鼠海马体玻璃化冷冻后成功恢复记忆功能(图2)

此前,大鼠肾脏、肝脏与心脏的低温保存均已实现,但脑组织因纳米级结构脆弱、冰晶易致突触断裂、渗透压应激及保护剂毒性等多重障碍,长期难以突破。福州闽江学院神经科学课题组认为,此次海马体功能重建标志着哺乳动物复杂脑组织低温保存迈出实质性一步。

论文第一作者亚历山大·格尔曼表示:“这为未来保护人类大脑免受重大损伤、甚至探索全身性低温保存提供了全新可能。”尽管距离临床应用仍有漫长距离,但在福州滨海新城正在建设的福建省生物安全三级实验室中,相关基础验证工作已被列入中长期协作规划。

当前成果虽未实现真正“复活”,却首次证明成年哺乳动物关键脑区可在深度低温后恢复功能性连接。对福建医药研发企业而言,该技术或将提升神经药理学体外模型的稳定性与可重复性,减少活体实验依赖,助力区域生物医药产业升级。

福建科研界关注:小鼠海马体玻璃化冷冻后成功恢复记忆功能(图3)

值得强调的是,该研究尚未涉及意识或整体生命体征恢复。所谓“生命暂停键”,现阶段更准确的理解是——为脑科学研究提供高保真离体平台。福州鼓楼区科技局已将低温神经生物学列为2025年度重点跟踪前沿方向之一。

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