中国科学技术大学信息科学技术学院教授赵刚与生命科学学院教授史庆华、安徽医科大学附属第一医院生殖医学中心教授曹云霞合作，基于结构仿生和空间物理场的协同抑冰效应，成功实现了小鼠卵泡的高质量深低温保存。该结果对基于卵泡的女性生育力保存具有重要的参考价值。相关研究成果日前发表于《自然-通讯》。

小鼠卵泡的协同抑冰低温保存和3D培养体外成熟示意图。 中国科大供图

审稿人高度评价该工作，称这是 “一种有潜力的生育力保存方法”“为恢复人类生育能力开辟新途径”。

女性生育力降低已成为全人类共同关注的重大健康问题，保存女性生育力是解决该问题的重要手段。因卵泡来源丰富、获取方便、不涉及过多的伦理问题，其低温保存是对卵母细胞、胚胎和卵巢组织等低温保存的重要补充。此外，未成年女性和未婚女性肿瘤患者的卵泡保存几乎是其生育力保存的唯一手段。现有的卵泡低温保存方法，因其所用低温保护剂浓度过高、毒性过大，因而导致操作繁冗且保存效果不佳。

为此，中国科大低温生物医学研究团队开发了基于协同抑冰策略的小鼠卵泡低浓度低温保护剂玻璃化保存方法。他们将磁热和光热空间复温与水凝胶微封装结合，实现了协同抑冰，将渗透性保护剂的浓度降低了75%（仅为原来的约25%）。该方法兼具传统程序降温冷冻法所需低温保护剂浓度较低、毒性较小的优点，以及传统玻璃化法降温过程操作便捷的优点。

赵刚解释说，“空间复温技术可以有效提升小鼠卵泡复温速率和温度分布均匀性，抑制复温过程可能出现的反玻璃化/重结晶，避免过大的细胞损伤。水凝胶封装则既可提供关键生化和力学微环境的调控，有力支撑复温后小鼠卵泡的3D培养体外发育，又可提供结构仿生低温保护，减少毒副性低温保护剂的需求，还可以实现卵泡与外界磁热和光热材料的物理隔离，提高生物安全性。”

经过此方法保存的卵泡，冷冻复苏后其存活率提高了约30%。经体外3D培养后可成功排出成熟的卵母细胞，该卵母细胞进一步体外受精并移植到代孕小鼠体内可产下健康的子代小鼠。

总的来说，此次研究建立了一个集成了微封装、冷冻、复温和3D培养的一体化平台，为卵泡的保存和充分利用提供了一套独特的解决方案。

赵刚介绍，“目前相关方法和技术已申请专利，并且已与安徽省内相关三甲医院生殖医学中心就临床前实验达成初步意向，相关成果有望在未来一年内应用于临床。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-022-34549-2