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Tardigrades，俗称水熊（water bear），个体微小但适应能力很强，只要稍微有点潮气的地方，都有它们的足迹。面对干燥的环境，它们会产生海藻糖（trehalose），缓慢脱水，进入休眠状态，直到雨季来临。水熊并不是用休眠手段抵抗恶劣环境的唯一物种，俗名为海猴（sea monkey）的盐水虾，在有水的条件下也会重新醒来。北极林蛙（wood frog）可利用葡萄糖忍耐低温，直至夏天的阳光将其解冻。
人类不能产生海藻糖，但研究人员认为可以利用此机制保藏人类卵子以及濒危物种，保持卵子的为受精状态。为面临癌症治疗的年轻妇女或者希望推迟生育时间的人带来了新的希望。乔治亚州医学中心生殖生物学家和低温生物学家Ali Eroglu博士说：“我们认为，向细胞或者卵母细胞注入糖，可以帮助它们抗低温相关的刺激。”美国国家儿童健康和人类发展研究所（National Institute of Child Health and Human Development）已经向Eroglu拨款1千2百万美元，资助其后继研究。Eroglu说如果利用海藻糖，配合传统低温保护剂（cryoprotectants），当然cryoprotectants也许有毒，但可以将毒性最小化，使保护作用最大化。” 相关数据显示了这种假设的魅力，至少小鼠卵子是这样的。研究人员向小鼠卵子注射海藻糖，在液氮温度下保存卵子后解冻卵子、暴露于精子，最终得到的小鼠仔是健康的，存活率与未冻存的对照组相差无几。“太激动了，”Eroglu博士说将胚胎转移到代孕母鼠，得到的小鼠仔很健康。实际上，这些小鼠仔的后代也是健康的。Eroglu在人类卵子中进行的有限检测，显示此方法对人类卵子的冻存也是有效的，当然应用于临床还需要进一步研究。 NIH批准Eroglu在猴子身上进行实验，寻找最佳的糖混合物和冻存条件。Eroglu在Emory大学的合作者提供卵子，乔治亚理工学院的合作者研发数学模型（预报冻存速率防止细胞内结冰）。Eroglu还与MCG生殖内分泌部合作，得到在体外受精实验时失败的被丢弃的卵子。 的手段有很多问题，Eroglu博士寻找更好的途径。摸索人类卵子冻存的实验已经进行了二十年，但都不是很成功。他说：“胚胎低温保存相对成功，但是冻存卵母细胞，需要越过许多障碍。”一个最大的问题卵子外部具有保护作用的果冻状的卵透明带不能很好地经过低温冻存。卵透明带保护卵子免受外部机械压力，并作为精子的受体。精子只有穿过卵透明带才能到达卵细胞膜，当精子穿透时激活了细胞内信号途径，使透明带硬化为非渗透性结构，这也是防止多精子入卵的一个合理解释。有趣的是，传统的冻存法，即便添加低温防腐剂，也会或多或少地使透明带硬化，精子通过传统方法入卵失败。“胚胎就不会出现这样的问题，因为受精过程已经完成。” 1997年，细胞内精子注射获得批准，越过了卵透明带硬化的障碍，但随之也带来了许多问题。化学刺激，冰冻或者加热会破坏卵子染色体分离的机制，染色体不能正确排列。另外，精子穿越卵透明带时的冷刺激会改变细胞内信号途径。卵子中的油脂或脂肪会融合，膜容易裂解。经过低温冷藏技术（包括与低剂量的二甲基亚砜等低温冷冻剂相互配合进行缓慢冻存，或者与更多的冷冻剂配合进行快速冻存）后，能够发育的卵子只有1－5％。 Eroglu博士说，能够保护蛋白质天然结构的糖，有助于稍微提高冷动温度和稍微减少冷冻剂用量。将卵子冻存前，他利用久经考验的细胞质精子注射法将糖，而非精子注射到卵子中，目的之一是设计一种可以保护卵膜的糖。直到现在，tardigrade的糖似乎只有在小鼠上才能发挥作用。 Eroglu还希望取代冷动胚胎，对卵子和精子分别冻存，在需要时将它们解冻、受精。这可以排除破坏无效胚胎的争议，以及围绕胚胎干细胞的争论。 卵子可以通过开启、关闭基因改变细胞功能，可以产生干细胞。更好地了解卵子的机制，有可能在试管中将调节性体细胞改编为治疗用的胚胎样干细胞。（生物通记者 小粥） |
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