人体冷冻技术开发了通过深度冷却身体来保护人和动物的技术,是有前途的医学领域之一。对它的研究不仅有助于减缓致命疾病的进程,还有助于未来的人们在外太空旅行。
这种微型线虫只有大约一毫米长——科学家们最喜欢的模式生物
1999 年,瑞典人安娜·博根霍尔姆 ( Anna Bogenholm)经历了难以想象的事情:滑雪时,她从冰上掉了下来,由于严重的体温过低,她的心脏停止了跳动。几个小时后,这名女子几乎已经死亡,她的体温降至 13.7 摄氏度。但她获救了,住院10天后,她睁开了眼睛。
Anna Bogenholm 是如何在这次事件中幸存下来的?现在,科学家们正试图了解在强烈冷却期间活细胞中究竟发生了什么,尽管到目前为止他们还没有与人类合作,而是与微小的土壤蠕虫秀丽隐杆线虫( Caenorhabditis elegans )合作,它作为模型对象已经为生物学家服务了近半个世纪。
研究蠕虫对降温的反应,科学家发现降低蠕虫的体温可以延长它们的寿命:他们将动物保持在四摄氏度的温度下整整一周(这至少是蠕虫短暂寿命的四分之一) ,在恢复活跃生活后,这些蠕虫的平均寿命比未冷冻的同类长一周。
进一步的研究表明,C. elegans能够通过一种特殊的蛋白质在寒冷中存活下来,这种蛋白质中的铁储存在我们的身体中,即铁蛋白。在正常情况下,铁蛋白充当游离铁原子的陷阱,但当温度下降时,它会发挥保护作用,防止寒冷损坏活细胞。奇怪的是,当科学家们让哺乳动物神经元产生铁蛋白,然后将它们暴露在寒冷中时,它们在温度下降中的存活率比正常细胞要好得多。一些模仿铁蛋白作用的药物也有类似的效果。
在研究了秀丽隐杆线虫对寒冷的反应后,科学家们计划继续对人类最近的亲属——灵长类动物进行研究。虽然秀丽隐杆线虫和人类在系统发育上相距甚远,但我们的基本细胞过程是相同的,在未来,知道如何安全地将人体置于冷假死状态将有助于减缓神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)。 )并允许人类在太空中度过长达数月的旅程。
到目前为止,科学家们只概述了直接的前景——研究细胞中产生的铁蛋白对活体哺乳动物(如实验室小鼠)承受身体冷却能力的影响。
该研究发表在《自然通讯》杂志上。