哺乳动物精子冷冻工艺中防冻剂的研究进展.pdfVIP

中国畜牧兽 医 2010年第 37卷第 11期 遗传繁育 ·123 · 哺乳动物精子冷冻工艺 中防冻剂的研究进展 平述煌 ，杨世华 (昆明理工大学生命科学与技术学 院，昆明 650224) 摘要 ：精子冷冻是一种简单、经济、高效的生物遗传资源保存方法 ，目前 已经应用到许多领域 ，并成为治疗人类不育、牲畜 繁殖和生物资源多样性保护 的重要手段 。在精子冷冻保存过程 中的适当阶段加入防冻剂 ，能够有效的避免或减少精子 的冷 冻损伤和寒害，从而提高冷冻一解冻精子 的活力 。作者就防冻剂 的种类、防冻剂 的选择及加入与去除的方式对冷冻一解冻哺 乳动物精子活力 的影 响作一简要综述。 关键词 ：哺乳动物 ；精子冷冻 ；防冻剂 ；精子活力 中图分类号 ：S814．8 文献标识码 ：A 文章编号 ：1671—7236(2010)11—012305 1949年，Polge等研究发现 了甘油对精子 的低 1 防冻剂的分类 温冷冻保护作用 ，开创 了低温生物学 的新 纪元 ，此 防冻剂主要分为两大类 ：一种是渗透性防冻剂， 后 ，许多哺乳动物精子 的冷冻保存均取得 了很大的 在培养基 中既充当溶剂又可充当溶质；另一种是非 成功 ，如牛 、人 、马 、非洲象 、羊、猪、松 鼠猴 、兔、犬 、大 渗透性防冻剂 ，在培养基 中纯粹充 当溶质 。在精子 猩猩、短尾猴、小 鼠、大 鼠、猕猴 、无尾熊等精子的冷 的冷冻保存过程中，它们主要通过减少精子细胞 内 冻相继有成功的报道。尽管许多哺乳动物精子的冷 冰晶的形成 ，从而减少冰晶对细胞的损伤 ，达到保护 冻保存取得 了成功 ，但冷冻过程对精子所造成 的损 细胞 的作用 。防冻剂的加入虽能够对精子起到冷冻 伤是不容忽视的，如冷休克、线粒体损伤、顶体损伤 保护作用 ，但也可以对精子产生毒副作用 ，并且很多 等。因此 ，在精子冷冻的过程 中，要设法减少精子 的 防冻剂本身就是有毒物质 。对此 ，应该确保某浓度 损伤 ，以保证冷冻一解冻精子 的最大活力 ，这就需要 下某防冻剂的毒性在该物种精子对防冻剂毒性的耐 综合考虑冷冻环节 中的各个可能影响精子活力 的因 受性范围内，以“低毒高 防冻保护”的原则来选择防 素，而防冻剂在精子冷冻过程 中起着关键性的冷冻 冻剂 。 保护作用 。对此，有必要研究不同物种精子 的冷冻 2 渗透性防冻剂 过程 ，比较不同种类和不同浓度 的防冻剂对精子的 2．1 渗透性防冻剂的作用机制 渗透性防冻剂是 冷冻保护效果 ，以便找到适合该物种精子冷冻保存 一 类可以通过细胞膜而进入细胞内部的小分子化合 的最佳防冻剂、最佳浓度及加入 与去 除防冻剂 的方 物 ，常用 的有甘油 (glycero1)、二 甲基亚砜 (dimeth— 式 ，使之对精子冷冻达到最大保护效果。 目前，已经 ylsulfoxide，DMSO)、乙二醇 (ethyleneglycol，EG)、 发现许多种物质在精子的深低温冷冻保存 中起 到冷 丙二醇 (propyleneglycol，PG)，此外还有 甲醇 、乳酰 冻保护作用 (Storey等 ，1998)。对此 ，通过比较不同 胺 、乙酰胺 、肌醇、二硫苏糖醇等。渗透性防冻剂的 物种精子的冷冻程序中防冻剂 的冷冻保护效果 ，为 作用机制主要包括两个方面 ：在细胞外 ，渗透性防冻 其它物种精子的冷冻保存提供参考 。作者将就 防冻 剂容易发生水合作用 ，增加溶液的黏性 ，引起溶液渗 剂的种类 、加入防冻剂的浓度及加入 与去除防冻剂 透压的升高 ，导致细胞脱水 ，从而减少细胞 内冰晶的 的方式对冷冻一解冻哺乳动物精子活力 的影响作一 形