磁性冷凍對牙髓間葉幹細胞之冷凍保存研究

細胞的冷凍保存是重要的生物技術之一。冷凍保存技術與幹細胞萃取培養技術的結合，使得幹細胞的研究與應用不受到時間與空間的限制。針對幹細胞冷凍保存，傳統慢速冷凍法無法避免冰晶形成而造成細胞的傷害，近年來的玻璃化冷凍方式避免了冰晶的形成，但藉由極快速冷凍達到玻璃化需要高濃度冷凍保護劑，卻有細胞毒性問題。Kaku率先使用磁性程式降溫儀成功地將牙周韌帶細胞進行長期低溫冷凍保存，其利用慢速冷凍法加入磁場的方式達到玻璃化，又稱磁性冷凍，避免了冰晶的形成，並成功應用於牙齒冷凍保存與再植。細胞進行傳統慢速冷凍時必須加入冷凍保護劑 (如10% DMSO) 以減少冰晶的傷害，本研究則嘗試將磁性冷凍法應用在牙髓間葉幹細胞的冷凍保存上，希望利用慢速冷凍法加入磁場的方式來降低DMSO所需要的濃度，且配合無血清冷凍保存液，進一步更有效地保存牙髓幹細胞的數量、活性、特徵以及分化能力。本研究將牙髓間葉幹細胞分別在不同DMSO濃度下進行無磁性與磁性冷凍，並且比較有無血清對於存活率之影響。結果顯示，牙髓間葉幹細胞加入含3% DMSO的無血清冷凍保存液中進行磁性冷凍保存，為本實驗所找出的最佳條件，利用此一條件來觀察並分析解凍後牙髓間葉幹細胞的貼附率、複製率、特徵表現與分化能力，並與未冷凍組和無磁性冷凍組做比較。進一步結果顯示，無論在存活率、貼附率、複製率以及CD73、CD90、CD146和CD166的表現量上，磁性冷凍法組皆顯著優於無磁性冷凍組 (p < 0.05)。磁性冷凍法相較於無磁性冷凍法，可以將牙髓間葉幹細胞在量方面，不僅可以降低DMSO所需要的濃度至3%，且提升細胞冷凍解凍後的存活率；在質方面，亦可以維持細胞未冷凍前的複製與分化能力，甚至可以提昇細胞冷凍解凍後的貼附率與幹細胞的特徵表現。顯示，磁性冷凍法提供了牙髓間葉幹細胞完整且有效的冷凍保存之重要參考。