Membrane Permeability of Human Pluripotent Stem Cells to Me2SO，Glycerol and 1,2-Propanediol

多能干细胞，人胚胎干细胞（hESCs）和诱导多能干细胞(hiPSCs)，因具有无限的自我更新和向三个胚层组织细胞分化的能力，在再生医学方面具有巨大的潜能。但是目前多能干细胞面临的一个主要问题就是细胞在采用传统冻存方法长期储存之后复苏率极低和活性丧失，这极大地限制了细胞的商业化医疗应用。探究hESCs和hiPSCs对冷冻保护剂（二甲基亚砜，Me2SO，丙三醇，glycerol，1,2-丙二醇，1,2-propanediol）的膜渗透参数以及渗透过程的活化能有助于优化冷冻保存程序，提高细胞复苏率。本研究的主要结论如下： （1）hESCs和hiPSCs细胞的等渗体积（V0），分别为2006±196 μm3和2524±195 μm3，非渗透体积分别为0.32V0和0.42V0。 （2）确定了在8，19，24和30oC下，hESCs和hiPSCs分别对10%，20%Me2SO，10%glycerol和1,2-propanediol的细胞膜渗透参数包括细胞膜对水渗透系数（Lp）和细胞膜对冷冻保护剂的渗透系数（Ps），参数分析表明hESCs和hiPSCs之间具有生物物理学差异。 （3）确定了hESCs和hiPSCs的细胞膜渗透参数和温度之间的依赖关系，水渗透过程活化能大小说明hESCs和hiPSCs在保护剂导入过程中的水分运输很可能不是通过膜蛋白介导机制完成的。 （4）比较了hESCs和hiPSCs在预测最佳冷冻速率和传统慢速冻存下的细胞复苏率和克隆生长情况。实验结果表明预测最佳冷冻速率并未提高所有冻存条件下的细胞复苏率，由于基础低温生物学模型本身的局限性可能导致最佳冷冻速率的预测值与真实值有所偏差。在Me2SO，glycerol和1,2-propanediol作为冷冻保护剂条件下，1,2-propanediol不利于hESCs和hiPSCs克隆形成