RU2314687C1 - Method for cryoconservation of cells in sea invertebrates - Google Patents

Method for cryoconservation of cells in sea invertebrates Download PDF

Info

Publication number
RU2314687C1
RU2314687C1 RU2006125238/15A RU2006125238A RU2314687C1 RU 2314687 C1 RU2314687 C1 RU 2314687C1 RU 2006125238/15 A RU2006125238/15 A RU 2006125238/15A RU 2006125238 A RU2006125238 A RU 2006125238A RU 2314687 C1 RU2314687 C1 RU 2314687C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cells
mixture
sea
cryoprotective
freezing
Prior art date
Application number
RU2006125238/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Неллия Адольфовна Одинцова
Наталия Викторовна Агеенко
Андрей Викторович Борода
Эдуард Яковлевич Костецкий
Original Assignee
Институт биологии моря имени А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения)
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт биологии моря имени А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения), Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет" filed Critical Институт биологии моря имени А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения)
Priority to RU2006125238/15A priority Critical patent/RU2314687C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2314687C1 publication Critical patent/RU2314687C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine, biotechnology.
SUBSTANCE: the present innovation deals with treating embryonic cells of sea invertebrates with cryoprotector mixture that includes lipids, sugars, antioxidants and saline solution. As lipids one should apply lipid extracts of sea hydrobionts at low temperatures of phase transitions which should be pre-treated with ultrasound. Cryoprotector mixture should used at a certain ratio of the components taken, weight%. Moreover, cryoprotector mixture should be additionally supplemented with 5-10%-dimethyl sulfoxide (DMSO). The innovation enables to increase the degree of conservation of cells in sea invertebrates without affecting their function activity after freezing-defrosting due to keeping the integrity and the stability of their cell membranes and provides the chance for evaluating cell conservation quantitatively.
EFFECT: higher efficiency.
1 cl, 2 dwg, 7 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам криосохранения биологического материала, а именно клеток морских беспозвоночных животных, и может быть использовано в криобиологии, клеточной биологии и морской биотехнологии для сохранения клеток морских беспозвоночных.The invention relates to biotechnology, in particular to methods of cryopreservation of biological material, namely cells of marine invertebrates, and can be used in cryobiology, cell biology and marine biotechnology to preserve marine invertebrate cells.

Проблема криосохранения клеток морских беспозвоночных животных очень актуальна. В условиях усиливающегося антропогенного воздействия на Мировой океан и населяющих его животных необходимо сохранение генофонда морских организмов. Криоконсервация зародышевых клеток и эмбрионов - один из перспективных путей сохранения генофонда промысловых, а также редких и исчезающих видов животных и растений. Развитие методов криоконсервации морских беспозвоночных позволит снять географические ограничения и зависимость от сезона размножения, что может открыть путь для создания новых биотехнологий.The problem of cryopreservation of cells of marine invertebrates is very relevant. In conditions of increasing anthropogenic impact on the oceans and the animals inhabiting it, it is necessary to preserve the gene pool of marine organisms. Cryopreservation of germ cells and embryos is one of the promising ways to preserve the gene pool of commercial, as well as rare and endangered species of animals and plants. The development of cryopreservation methods for marine invertebrates will remove geographical restrictions and dependence on the breeding season, which may open the way for the creation of new biotechnologies.

Если замораживание спермиев является рутинной процедурой для многих видов, то замораживание ооцитов и эмбрионов на сегодняшний день остается проблематичным. Обычные криопротекторы, используемые при замораживании клеток млекопитающих, являются неэффективными для данных объектов. Возможно, это связано с тем, что морские беспозвоночные являются пойкилотермными животными, а их тепловая акклимация происходит в достаточно широком диапазоне температур. Морские беспозвоночные не способны быстро приспосабливать вязкость липидного матрикса мембран к резким изменениям температуры (Sanina N.M., Kostetsky E.Ya. Thermotropic behavior of major phospholipids from marine invertebrates: changes with warm acclimation and seasonal acclimatization. Comp. Biochem. Physiol. 2002. 133В: 143-153). Особый жирнокислотный состав клеточных мембран морских животных и растений, в которых преобладают ненасыщенные жирные кислоты, требует принципиально новых криопротекторов.While sperm freezing is a routine for many species, freezing of oocytes and embryos remains problematic today. Conventional cryoprotectants used in freezing mammalian cells are ineffective for these objects. Perhaps this is due to the fact that marine invertebrates are poikilothermic animals, and their thermal acclimation occurs in a fairly wide temperature range. Marine invertebrates are not able to quickly adapt the viscosity of the membrane lipid matrix to sudden changes in temperature (Sanina NM, Kostetsky E. Ya. Thermotropic behavior of major phospholipids from marine invertebrates: changes with warm acclimation and seasonal acclimatization. Comp. Biochem. Physiol. 2002. 133B: 143-153). The special fatty acid composition of the cell membranes of marine animals and plants, in which unsaturated fatty acids predominate, requires fundamentally new cryoprotectants.

Известны способы криосохранения клеток, эмбрионов и личинок морских беспозвоночных путем введения в криопротекторную смесь различных биологически активных веществ: моно- и дисахаридов (Crowe J.H., Crowe L.M.. Preservation of Membranes in Anhydrobiotic Organisms: The Role of Trehalose. Science, 1984, V.223: 701-703), антифризных белков (Theede H., Schneppenheim, Beress L.. Antifreeze Glycoproteins in Mytilus edulis. Marine Biology, 1976, V.36: 183-189; Rubinsky В., Arav A., Devries A.L. Cryopreservation of Oocytes Using Directional Cooling and Antifreeze Glycoproteins. Cryo-Letters, 1991, V.12: 93-106; Arav A., Rubinsky В., Fletcher G., Seren E. Cryogenic Protection of Oocytes with Antifreeze Proteins, Molecular Reproduction and Development, 1993, V.36: 488-493), липидов (Simpson A.M., Swan M.A., White I.G. Action of phosphatidylcholine in protecting ram sperm from cold shock. Gamete Res., 1986, V.15: 43-56; Graham J.K., Foote R.H. Effects of several lipids, fatty acyd chain length, and degree of unsaturation on the motility of bull spermatozoa after cold shock and freezing. Cryobiology, 1987, V.24: 42-52; Odintsova N.A., Kiselev K.V., Sanina N.M., Kostetsky E.Y. Cryopreservation of primary cell cultures of marine invertebrates. Cryo-Letters, 2001, V.22: 299-310; Odintsova NA, Ageenko NV, Kiselev KV, Sanina NM, Kostetsky EY. Analysis of marine hydrobiont lipid extracts as possible cryoprotective agents. Int. J. Refrigeration, 2006. 29: 387-395). Известно также и введение антиоксидантов в состав криопротекторных смесей, например альфа-токоферола (витамин E) при замораживании незрелых гемопоэтических клеток (Matthes G, Hubner U, Granz M, Schutt M, Hackensellner НА. Antioxidants increase the cryoresistance of GM-CFC. 1987. Folia Haematol Int Mag Klin Morphol Blutforsch. 114(4): 482-483), аскорбата - при замораживании мышиных эмбрионов (Lane M, Maybach JM, Gardner DK. Addition of ascorbate during cryopreservation stimulates subsequent embryo development. 2002. Human Reproduction 17 (10); 2686-2693), эхинохрома - нафтахиноидного пигмента из морских ежей при замораживании личинок устрицы и морских ежей (Naidenko TKh. Cryopreservation of Crassostrea gigas oocytes, embryos and larvae using antioxidant echinochrome A and antifreeze protein AFP1. 1997. Cryo-Letters 18: 375-382).Known methods for cryopreservation of cells, embryos and larvae of marine invertebrates by introducing into the cryoprotective mixture of various biologically active substances: mono - and disaccharides (Crowe JH, Crowe LM. Preservation of Membranes in Anhydrobiotic Organisms: The Role of Trehalose. Science, 1984, V.223 : 701-703), antifreeze proteins (Theede H., Schneppenheim, Beress L. .. Antifreeze Glycoproteins in Mytilus edulis. Marine Biology, 1976, V. 36: 183-189; Rubinsky B., Arav A., Devries AL Cryopreservation of Oocytes Using Directional Cooling and Antifreeze Glycoproteins. Cryo-Letters, 1991, V.12: 93-106; Arav A., Rubinsky B., Fletcher G., Seren E. Cryogenic Protection of Oocytes with Antifreeze Proteins, Molecular Reproduction and Development, 1993, V.36: 488-493), lipids (Simpson AM, Swan MA, White I .G. Action of phosphatidylcholine in protecting ram sperm from cold shock. Gamete Res., 1986, V.15: 43-56; Graham JK, Foote RH Effects of several lipids, fatty acyd chain length, and degree of unsaturation on the motility of bull spermatozoa after cold shock and freezing. Cryobiology, 1987, V.24: 42-52; Odintsova N.A., Kiselev K.V., Sanina N.M., Kostetsky E.Y. Cryopreservation of primary cell cultures of marine invertebrates. Cryo-Letters, 2001, V.22: 299-310; Odintsova NA, Ageenko NV, Kiselev KV, Sanina NM, Kostetsky EY. Analysis of marine hydrobiont lipid extracts as possible cryoprotective agents. Int. J. Refrigeration, 2006.29: 387-395). The introduction of antioxidants into cryoprotective mixtures is also known, for example, alpha-tocopherol (vitamin E) by freezing immature hematopoietic cells (Matthes G, Hubner U, Granz M, Schutt M, Hackensellner HA. Antioxidants increase the cryoresistance of GM-CFC. 1987. Folia Haematol Int Mag Klin Morphol Blutforsch. 114 (4): 482-483), ascorbate for freezing mouse embryos (Lane M, Maybach JM, Gardner DK. Addition of ascorbate during cryopreservation stimulates subsequent embryo development. 2002. Human Reproduction 17 ( 10); 2686-2693), echinochrome - naphthainoid pigment from sea urchins when freezing oyster larvae and sea urchins (Naidenko TKh. Cryopreservation of Crassostrea gigas oocytes, emb ryos and larvae using antioxidant echinochrome A and antifreeze protein AFP1. 1997. Cryo-Letters 18: 375-382).

Однако в вышеуказанных способах отмечен лишь незначительный эффект используемых криопротекторов на биологическую активность замораживаемых клеток и личинок.However, in the above methods, only a negligible effect of the cryoprotectants used on the biological activity of frozen cells and larvae was noted.

Известен способ криосохранения личинок морских беспозвоночных путем использования смеси диметилсульфоксида (ДМСО), трегалозы и антиоксидантов, в частности эхинохрома (область тестированных концентраций: 1-100 мкг/мл) для клеток устрицы и морских ежей (Найденко Т.Х., Кольцова Е.А. Использование антиоксиданта эхинохрома А при криоконсервации эмбрионов и личинок морских ежей. Биология моря 1998, Т.24, N 3, С.198-201).There is a method of cryopreservation of marine invertebrate larvae by using a mixture of dimethyl sulfoxide (DMSO), trehalose and antioxidants, in particular echinochrome (area of tested concentrations: 1-100 μg / ml) for oyster cells and sea urchins (Naydenko T.Kh., Koltsova E.A. Use of the antioxidant echinochrome A during cryopreservation of embryos and larvae of sea urchins. Sea Biology 1998, T.24, N 3, S.198-201).

Недостатком данного способа является только качественная оценка жизнеспособности, подвижности и развития эмбрионов и личинок морских беспозвоночных, во многом отражающая субъективный подход исследования. В результате невозможно оценить степень сохранности эмбрионов и личинок морских беспозвоночных после размораживания. Кроме того, проведенные нами количественные эксперименты по замораживанию эмбриональных клеток морских беспозвоночных с использованием этой же криопротекторной смеси показали, что положительный эффект эхинохрома отсутствует или крайне незначителен по сравнению с клетками, замороженными просто в присутствии ДМСО, что видно на графиках жизнеспособности клеток, представленных на фиг.1 и 2. На фиг.1 представлены данные по жизнеспособности клеток моллюсков, а на фиг.2 - иглокожих, где 1) незамороженные клетки; 2) замороженные в присутствии 5% ДМСО; 3) в присутствии ДМСО+1% эхинохрома (природного); 4) замороженные в присутствии ДМСО+1% эхинохрома (синтетического). Количество жизнеспособных клеток после замораживания-оттаивания в присутствии используемых в данном эксперименте криопротекторов практически одинаково: около 5% живых клеток мидии, замороженных в присутствии только ДМСО (фиг.1, столбик 2) и то же количество в случае использования в качестве криопротекторов смеси ДМСО и эхинохрома, как синтетического, так и природного (фиг.1, столбики 3 и 4). Количество живых клеток морского ежа после замораживания в присутствии только ДМСО (фиг.2, столбик 2) было около 10%, тогда как количество живых клеток, замороженных в присутствии ДМСО и эхинохрома, варьировало от 9 до 11% (фиг.2, столбики 3 и 4).The disadvantage of this method is only a qualitative assessment of the viability, mobility and development of embryos and larvae of marine invertebrates, which largely reflects the subjective approach of the study. As a result, it is impossible to assess the degree of preservation of embryos and larvae of marine invertebrates after thawing. In addition, our quantitative experiments on the freezing of marine invertebrate embryonic cells using the same cryoprotective mixture showed that the positive effect of echinochrome is absent or extremely insignificant compared to cells frozen simply in the presence of DMSO, as can be seen on the cell viability graphs presented in FIG. .1 and 2. Figure 1 presents data on the viability of mollusk cells, and figure 2 - echinoderms, where 1) unfrozen cells; 2) frozen in the presence of 5% DMSO; 3) in the presence of DMSO + 1% echinochrome (natural); 4) frozen in the presence of DMSO + 1% echinochrome (synthetic). The number of viable cells after freezing and thawing in the presence of cryoprotectants used in this experiment is almost the same: about 5% of live mussel cells frozen in the presence of DMSO only (Fig. 1, column 2) and the same number when using a mixture of DMSO and echinochrome, both synthetic and natural (Fig. 1, columns 3 and 4). The number of living cells of the sea urchin after freezing in the presence of DMSO only (Fig. 2, column 2) was about 10%, while the number of living cells frozen in the presence of DMSO and echinochrome ranged from 9 to 11% (Fig. 2, columns 3 and 4).

Наиболее близким по количеству существенных признаков и достигаемому техническому результату к изобретению является способ криосохранения личинок моллюсков, включающий их обработку криопротекторной смесью, содержащей 0,1-10 М (0.3-30%) водный раствор полисахаридов, в частности сахара, глюкозы или трегалозы, и/или криопротекторы, такие как ДМСО или глицерин (5-15%), а также холестерин (0,25-1,5 мг/мл). (WO 91/01636, МПК А01N 1/02, G01N 33/50, 1991).The closest in number of essential features and technical result achieved to the invention is a method for cryopreservation of mollusk larvae, including treating them with a cryoprotective mixture containing 0.1-10 M (0.3-30%) aqueous solution of polysaccharides, in particular sugar, glucose or trehalose, and / or cryoprotectants such as DMSO or glycerin (5-15%), as well as cholesterol (0.25-1.5 mg / ml). (WO 91/01636, IPC A01N 1/02, G01N 33/50, 1991).

Водный раствор полисахаридов находится в контакте с холестерином, который используется как субстрат и наносится на поверхность криовиал, пробирок и т.д. Личинки, замороженные в этой криопротекторной смеси, после размораживания в течение первой недели отставали в развитии от контрольных незамороженных личинок, а через 35 суток контрольные и размороженные личинки имели одинаковые размерные характеристики.An aqueous solution of polysaccharides is in contact with cholesterol, which is used as a substrate and is applied to the surface of cryovials, tubes, etc. After thawing, the larvae frozen in this cryoprotective mixture during the first week lagged behind the development of control unfrozen larvae, and after 35 days the control and thawed larvae had the same dimensional characteristics.

Недостатком метода является то, что он апробирован только на личинках моллюсков и полностью отсутствуют данные о доле выживших личинок после замораживания-оттаивания. По биологическому материалу, полученному после размораживания, практически невозможно произвести количественную оценку эффективности данного криопротектора, и, как следствие, невозможно говорить о степени сохранности клеток личинок.The disadvantage of this method is that it was tested only on mollusk larvae and there is no data on the percentage of surviving larvae after freezing and thawing. Based on the biological material obtained after thawing, it is practically impossible to quantify the effectiveness of this cryoprotectant, and, as a result, it is impossible to talk about the degree of preservation of larval cells.

Задача изобретения - повышение степени сохранности клеток морских беспозвоночных без нарушения их функциональной активности после замораживания-оттаивания за счет сохранения целостности и стабильности их клеточных мембран и возможность количественной оценки сохранности клеток.The objective of the invention is to increase the degree of preservation of cells of marine invertebrates without disturbing their functional activity after freezing and thawing by maintaining the integrity and stability of their cell membranes and the possibility of quantitatively assessing the safety of cells.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе криосохранения биологического материала, включающем обработку биологического материала криопротекторной смесью, содержащей раствор сахаров и липиды, согласно изобретению в качестве биологического материала берут эмбриональные клетки морских беспозвоночных, а в качестве липидов используют липидные экстракты морских гидробионтов с низкими температурами фазовых переходов, которые предварительно обрабатывают ультразвуком. Для приготовления криопротекторной смеси используют солевой раствор, в который дополнительно вводят антиоксиданты. Криопротекторную смесь используют при следующем соотношении компонентов в мас.%:The problem is solved in that in the known method of cryopreservation of biological material, including processing biological material with a cryoprotective mixture containing a solution of sugars and lipids, embryonic cells of marine invertebrates are taken as biological material, and lipid extracts of marine hydrobionts with low temperatures are used as lipids phase transitions that are pre-treated with ultrasound. To prepare the cryoprotective mixture, a saline solution is used, into which antioxidants are additionally added. The cryoprotective mixture is used in the following ratio of components in wt.%:

Раствор сахаровSugar solution 1,0-10,01.0-10.0 Липидные экстрактыLipid extracts 0,08-0,150.08-0.15 АнтиоксидантыAntioxidants 0,3-1,00.3-1.0 Солевой растворSaline solution остальноеrest

В криопротекторную смесь дополнительно может быть введено 5-10% диметилсульфоксида (ДМСО).An additional 5-10% dimethyl sulfoxide (DMSO) can be added to the cryoprotective mixture.

Достижение заявленного технического результата обеспечивается использованием в качестве объекта исследования эмбриональных клеток морских беспозвоночных, полученных путем диссоциации личинок разных стадий развития. Использование в качестве модельной системы клеток, а не целых эмбрионов и личинок, позволяет быстро (в течение суток) и количественно оценить эффект различных криопротекторов на целостность и функциональную активность клеток. В способе могут быть использованы, в частности, эмбриональные клетки моллюсков и морских ежей различных видов.The achievement of the claimed technical result is ensured by using as an object of study the embryonic cells of marine invertebrates obtained by dissociation of larvae of different stages of development. The use of cells rather than whole embryos and larvae as a model system allows one to quickly (within 24 hours) and quantify the effect of various cryoprotectors on the integrity and functional activity of cells. In the method, in particular, embryonic cells of mollusks and sea urchins of various species can be used.

В качестве липидных экстрактов используют липидные экстракты морских гидробионтов с низкими температурами фазовых переходов кристалл - жидкий кристалл, в частности липидные экстракты мидии, зеленой водоросли ульвы или бурой водоросли саргассум, для которых характерно большое количество липидов с ненасыщенными жирными кислотами. Большая часть термограмм этих липидных экстрактов локализована при температуре ниже 0°С, что, вероятно, и обуславливает особое поведение этих липидов при криоконсервации и обеспечивает достижение заявленного технического результата.As lipid extracts, lipid extracts of marine hydrobionts with low crystal-liquid crystal phase transition temperatures are used, in particular lipid extracts of mussel, green ulva algae or brown sargassum algae, which are characterized by a large amount of lipids with unsaturated fatty acids. Most of the thermograms of these lipid extracts are localized at a temperature below 0 ° C, which probably determines the special behavior of these lipids during cryopreservation and ensures the achievement of the claimed technical result.

Однако при введении в криопротекторную смесь более 0,15% липидного экстракта могут проявиться токсические эффекты, связанные с присутствием в липидных экстрактах метанола и хлороформа, с помощью которых выделяют липиды, а при использовании менее 0,08% липидного экстракта эффективность применения данной криопротекторной смеси начинает снижаться и не обеспечивает повышение степени сохранности клеток.However, when more than 0.15% lipid extract is introduced into the cryoprotective mixture, toxic effects may occur due to the presence of methanol and chloroform in the lipid extracts, with which lipids are secreted, and when using less than 0.08% lipid extract, the effectiveness of this cryoprotective mixture starts decrease and does not provide an increase in the degree of preservation of cells.

Липидные экстракты морских гидробионтов с низкими температурами фазовых переходов целесообразно предварительно обрабатывать ультразвуком (22 кГц, 1-2 мин). Это позволяет получить стабильную микроэмульсию. Ее стабильность, которую контролируют по размеру эмульгированных частиц (например, на счетчике частиц фирмы Malvern, Англия), сохраняется в течение 3-4 дней.It is advisable to pre-treat the lipid extracts of marine aquatic organisms with low temperatures of phase transitions with ultrasound (22 kHz, 1-2 min). This allows you to get a stable microemulsion. Its stability, which is controlled by the size of emulsified particles (for example, on a particle counter from Malvern, England), is maintained for 3-4 days.

Введение в криопротекторную смесь липидных экстрактов в виде эмульсии способствует восстановлению области разрушения, а также препятствует повреждению мембраны во время замораживания-оттаивания, обеспечивая тем самым достижение заявленного технического результата - повышение степени сохранности эмбриональных клеток без нарушения их функциональной активности.The introduction of lipid extracts in the form of an emulsion into the cryoprotective mixture helps to restore the destruction area, and also prevents membrane damage during freezing-thawing, thereby ensuring the achievement of the claimed technical result - increasing the degree of preservation of embryonic cells without impairing their functional activity.

Следует заметить, липидные экстракты морских гидробионтов с низкими температурами фазовых переходов, введенные в состав криопротекторной смеси, выполняют функцию, отличную от той, которую выполняет липид в прототипе. В прототипе холестерин (липид) используется как субстрат, который наносится на поверхность криовиал, пробирок и т.д. В заявляемом техническом решении липидные экстракты являются существенным компонентом криопротекторной смеси и способствуют повышению степени сохранности клеток.It should be noted that the lipid extracts of marine hydrobionts with low phase transition temperatures, introduced into the composition of the cryoprotective mixture, perform a function different from that performed by the lipid in the prototype. In the prototype, cholesterol (lipid) is used as a substrate, which is applied to the surface of cryovials, tubes, etc. In the claimed technical solution, lipid extracts are an essential component of the cryoprotective mixture and contribute to increasing the degree of preservation of cells.

Для приготовления криопротекторной смеси в качестве солевого раствора может использоваться питательная среда (с осмотичностью, равной морской воде), или искусственная морская вода, или стерилизованная природная морская вода.For the preparation of a cryoprotective mixture, a nutrient medium (with osmosis equal to sea water), or artificial sea water, or sterilized natural sea water can be used as a saline solution.

В криопротекторную смесь вводят 1,0-10,0% раствора сахара, в частности трегалозы, которая выполняет роль мембранного стабилизатора. На практике обычно используют 0,1-10 М раствор сахара. Введение менее 1,0% трегалозы не способствует повышению степени сохранности эмбриональных клеток морских беспозвоночных, а добавление в криопротекторную смесь более 10,0% трегалозы приводит к снижению жизнеспособности клеток морских беспозвоночных после замораживания.A 1.0-10.0% sugar solution, in particular trehalose, which acts as a membrane stabilizer, is introduced into the cryoprotective mixture. In practice, a 0.1-10 M sugar solution is usually used. The introduction of less than 1.0% trehalose does not increase the degree of preservation of embryonic cells of marine invertebrates, and the addition of more than 10.0% trehalose to the cryoprotective mixture reduces the viability of marine invertebrate cells after freezing.

В качестве дополнительного компонента криопротекторной смеси вводят 0,3-1,0% антиоксидантов (природных или синтетических, таких как α-токоферол, аскорбиновая кислота или эхинохром). Введение в криопротекторную смесь антиоксидантов, по-видимому, предотвращает окислительный стресс при замораживании стволовых клеток, эмбрионов и личинок. Добавление антиоксидантов в концентрации менее 0,3% не способствует увеличению жизнеспособности клеток после замораживания-оттаивания по сравнению с криопротекторными смесями без антиоксидантов, а при концентрации более 1% может наблюдаться токсичный эффект антиоксидантов.0.3-1.0% of antioxidants (natural or synthetic, such as α-tocopherol, ascorbic acid or echinochrome) are introduced as an additional component of the cryoprotective mixture. The introduction of antioxidants into the cryoprotective mixture apparently prevents oxidative stress during freezing of stem cells, embryos and larvae. Adding antioxidants at a concentration of less than 0.3% does not increase cell viability after freezing and thawing compared to cryoprotective mixtures without antioxidants, and at a concentration of more than 1%, toxic effects of antioxidants can be observed.

Введение в состав криопротекторной смеси 5-10% ДМСО, наиболее часто используемого криопротектора при криосохранении биологического материала, также позволяет достичь заявляемый технический результат. Однако его использование не является предпочтительным, поскольку при положительных температурах он проявляет токсичный эффект.The introduction of the cryoprotective mixture of 5-10% DMSO, the most commonly used cryoprotectant for cryopreservation of biological material, also allows to achieve the claimed technical result. However, its use is not preferred, since at positive temperatures it exhibits a toxic effect.

В результате патентного поиска обнаружены источники информации, использующие по отдельности каждый из компонентов заявляемой криопротекторной смеси, что отмечено в описании. Однако применение в качестве криопротекторов комбинации трех важнейших компонентов позволило значительно снизить потери биологической активности клеток морских беспозвоночных за счет синергетического действия всех компонентов используемой криопротекторной смеси. Каждый из компонентов влияет на целостность клеточных мембран. Однако нами было обнаружено, что при этом наблюдается не суммарный эффект всех трех криопротекторов, а их кумулятивный эффект. Антиоксиданты (α-токоферол, аскорбиновая кислота и эхинохром) были эффективны только при использовании их вместе с липидными экстрактами.As a result of a patent search, information sources were found that individually use each of the components of the claimed cryoprotective mixture, as noted in the description. However, the use of a combination of the three most important components as cryoprotectants has significantly reduced the loss of biological activity of marine invertebrate cells due to the synergistic action of all components of the used cryoprotective mixture. Each of the components affects the integrity of cell membranes. However, we found that in this case, not the total effect of all three cryoprotectants is observed, but their cumulative effect. Antioxidants (α-tocopherol, ascorbic acid and echinochrome) were only effective when used together with lipid extracts.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Эмбриональные клетки морских беспозвоночных получают способами, известными из уровня техники. Так, в частности, морских ежей (Strongylocentrotus intermedius, St. nudus и Echinorachnius mirabilis) индуцируют к нересту электрическим шоком или инъекциями в полость животных 0,5 М раствора KCl. Оплодотворенные яйцеклетки выращивают до нужной стадии развития, личинки диссоциируют на клетки с помощью 0,125% р-ра коллагеназы в течение - 30-120 минут при комнатной температуре. Затем клеточную суспензию (10-30×106 клеток/мл) переносят в полипропиленовые криовиалы и добавляют криопротекторную смесь. Далее криовиалы выдерживают в течение 20 минут на ледяной бане, после чего их помещают в глицерин-спиртовую баню лабораторной установки для замораживания при температуре -25-30°С (примерная скорость замораживания 5-6°/мин). Через 15-20 минут замороженные пробы переносят в контейнер с жидким азотом. Оттаивание проводят на водяной бане при интенсивном перемешивании при температуре 20-22°С. В качестве контроля используют незамороженные клетки. Эффективность способа оценивают с помощью известной методики определения жизнеспособности путем прямого подсчета числа клеток в камере Горяева в присутствии витального красителя трипанового синего, а физиологическую активность клеток оценивают по уровню синтеза РНК (Odintsova N.A., Belogortseva N.I., Ermak A.V., Molchanova V.I., Luk'yanov P.A. Adhesive and growth properties of lectin from the ascidian Didemnum ternatanum on cultivated marine inverte invertebrate cells. Biochem. Biophys. Acta. 1999. V.1448: 381-389).Marine invertebrate embryonic cells are obtained by methods known in the art. So, in particular, sea urchins (Strongylocentrotus intermedius, St. nudus and Echinorachnius mirabilis) are induced to spawn by electric shock or by injection into the animal cavity of a 0.5 M KCl solution. Fertilized eggs are grown to the desired stage of development, the larvae dissociate into cells using 0.125% collagenase solution for 30-120 minutes at room temperature. Then the cell suspension (10-30 × 10 6 cells / ml) is transferred into polypropylene cryovials and a cryoprotective mixture is added. Next, cryovials are kept for 20 minutes in an ice bath, after which they are placed in a glycerol-alcohol bath in a laboratory setup for freezing at a temperature of -25-30 ° C (approximate freezing rate of 5-6 ° / min). After 15-20 minutes, frozen samples are transferred to a container with liquid nitrogen. Thawing is carried out in a water bath with vigorous stirring at a temperature of 20-22 ° C. Non-frozen cells are used as a control. The effectiveness of the method is evaluated using the well-known method of determining viability by directly counting the number of cells in the Goryaev’s chamber in the presence of the trypan blue vital dye, and the physiological activity of the cells is assessed by the level of RNA synthesis (Odintsova NA, Belogortseva NI, Ermak AV, Molchanova VI, Luk'yanov PA Adhesive and growth properties of lectin from the ascidian Didemnum ternatanum on cultivated marine inverte invertebrate cells. Biochem. Biophys. Acta. 1999. V.1448: 381-389).

Пример 1.Example 1

Нерест плоских морских ежей Echinarachnius mirabilis, индуцируют электрическим шоком. Искусственно оплодотворенные яйцеклетки выращивают до стадии гаструлы (24 ч после оплодотворения при 17°С) и диссоциируют на клетки обработкой 0,1%-ным раствором коллагеназы в течение 20-30 мин при 15 С. Полученную клеточную суспензию промывают дважды в стерильной морской воде, содержащей пенициллин 500 ед./мл и гентамицин 40 мкг/мл.Spawning of flat sea urchins Echinarachnius mirabilis, induced by electric shock. Artificially fertilized eggs are grown to the gastrula stage (24 hours after fertilization at 17 ° C) and dissociated into cells by treatment with a 0.1% collagenase solution for 20-30 minutes at 15 ° C. The resulting cell suspension is washed twice in sterile sea water, containing penicillin 500 units / ml and gentamicin 40 μg / ml.

В полипропиленовые криовиалы (2 мл) помещают по 0,33 мл суспензии диссоциированных клеток (10-15×106 клеток/мл) и добавляют 0,67 мл криопротекторной смеси, состав которой указан в таблице. В состав криопротекторной смеси вводят в качестве антиоксиданта природный эхинохром, в качестве липидного экстракта используют липидный экстракт из тканей мидии Crenomytilus grayanus (предварительно обработанный ультразвуком) - МЛЭ, а в качестве солевого раствора - питательную среду Лейбовича. Таким образом, криопротекторная смесь включает 1% трегалозы, 0,08% МЛЭ, 1% эхинохрома и 97,92% питательной среды Лейбовича.0.33 ml suspension of dissociated cells (10-15 × 10 6 cells / ml) is placed in polypropylene cryovials (2 ml) and 0.67 ml of the cryoprotective mixture, the composition of which is indicated in the table, is added. Natural echinochrome is introduced into the cryoprotective mixture as an antioxidant, lipid extract from the tissues of mussel Crenomytilus grayanus (pretreated with ultrasound) - MBE is used as a lipid extract, and Leibovich nutrient medium is used as a saline solution. Thus, the cryoprotective mixture includes 1% trehalose, 0.08% MBE, 1% echinochrome, and 97.92% Leibovich culture medium.

Смесь замораживают, как описано выше. Затем клетки размораживают на водяной бане при интенсивном перемешивании при температуре 20-22°С. Количественную степень сохранности клеток ведут по оценке жизнеспособности клеток и уровню синтеза РНК. В качестве контроля используются незамороженные клетки, а также клетки, замороженные без добавления криопротекторной смеси.The mixture is frozen as described above. Then the cells are thawed in a water bath with vigorous stirring at a temperature of 20-22 ° C. A quantitative degree of preservation of cells is carried out by assessing cell viability and the level of RNA synthesis. As control, unfrozen cells are used, as well as cells frozen without the addition of a cryoprotective mixture.

Результаты определения жизнеспособности диссоциированных клеток гаструлы плоского морского ежа и синтеза в них РНК после криозамораживания в различных криопротекторных смесях представлены в таблице 1. Жизнеспособность клеток, замороженных в предлагаемой в данном примере криопротекторной смеси, почти в 14 раз выше, чем жизнеспособность клеток, замороженных без криопротекторов, а уровень синтеза РНК почти достигает уровня синтеза РНК клеток до замораживания (в расчете на 1 миллион живых клеток).The results of determining the viability of dissociated gastrula cells of a flat sea urchin and RNA synthesis after cryo-freezing in various cryoprotective mixtures are presented in Table 1. The viability of cells frozen in the cryoprotective mixture proposed in this example is almost 14 times higher than the viability of cells frozen without cryoprotectants and the level of RNA synthesis almost reaches the level of RNA synthesis of cells before freezing (per 1 million living cells).

Пример 2.Example 2

Берут морских ежей Strongylocentrotus intermedius. Нерест морских ежей индуцируют инъекциями в полость животных 0,2-0,4 мл 0,5 М раствора KCl. Искусственно оплодотворенные яйцеклетки выращивают до стадии бластулы, помещая их на 12 часов в сосуды со стерильной морской водой при 17°С. Бластулы диссоциируют на клетки обработкой 0,1%-ным раствором коллагеназы в течение 20-30 мин при 15 С. Полученную клеточную суспензию промывают дважды в стерильной морской воде, содержащей пенициллин 500 ед./мл и гентамицин 40 мкг/мл.Take sea urchins Strongylocentrotus intermedius. Spawning of sea urchins is induced by injecting 0.2-0.4 ml of a 0.5 M KCl solution into the animal cavity. Artificially fertilized eggs are grown to the blastula stage, placing them for 12 hours in vessels with sterile sea water at 17 ° C. Blastula dissociate into cells by treatment with 0.1% collagenase solution for 20-30 minutes at 15 ° C. The resulting cell suspension is washed twice in sterile seawater containing penicillin 500 units / ml and gentamicin 40 μg / ml.

В полипропиленовые криовиалы (2 мл) помещают по 0,33 мл суспензии диссоциированных клеток (10-15×106 клеток/мл) и добавляют 0,67 мл криопротекторной смеси. Состав криопротекторной смеси включает 0.5% природного эхинохрома; 0,15% липидного экстракта из тканей зеленой водоросли Ulva fenestrat (УЛЭ), предварительно обработанного ультразвуком; 10% трегалозы; остальное процентное содержание составляет солевой раствор, в качестве которого используют стерилизованную морскую природную воду. Смесь замораживают, как описано выше. Затем клетки размораживают на водяной бане при интенсивном перемешивании при температуре 20-22°С. Количественную степень сохранности клеток ведут по оценке жизнеспособности клеток и уровню синтеза РНК. В качестве контроля используются незамороженные клетки, а также клетки, замороженные без добавления криопротекторной смеси.0.33 ml of a suspension of dissociated cells (10-15 × 10 6 cells / ml) are placed in polypropylene cryovials (2 ml) and 0.67 ml of cryoprotective mixture is added. The composition of the cryoprotective mixture includes 0.5% natural echinochrome; 0.15% lipid extract from the tissues of the green algae Ulva fenestrat (ULE), pre-treated with ultrasound; 10% trehalose; the remaining percentage is saline, which is used as sterilized marine natural water. The mixture is frozen as described above. Then the cells are thawed in a water bath with vigorous stirring at a temperature of 20-22 ° C. A quantitative degree of preservation of cells is carried out by assessing cell viability and the level of RNA synthesis. As control, unfrozen cells are used, as well as cells frozen without the addition of a cryoprotective mixture.

В Таблице 1 представлены результаты определения жизнеспособности диссоциированных клеток бластулы морского ежа и синтеза в них РНК после криозамораживания. Клетки бластулы менее устойчивы к различным повреждающим воздействиям, поэтому разница в жизнеспособности этих клеток, замороженных в присутствии предлагаемой криопротекторной смеси, меньше в 8 раз по сравнению с жизнеспособностью клеток, замороженных без криопротекторов, а уровень синтеза РНК не достигает уровня синтеза РНК клеток до замораживания - он примерно составляет 60% от такового, но в 20 раз превышает этот показатель у клеток, замороженных без криопротекторов.Table 1 presents the results of determining the viability of dissociated sea urchin blastula cells and the synthesis of RNA in them after cryogenic freezing. Blastula cells are less resistant to various damaging effects, therefore, the difference in the viability of these cells frozen in the presence of the proposed cryoprotective mixture is 8 times less than the viability of cells frozen without cryoprotectants, and the level of RNA synthesis does not reach the level of RNA synthesis of cells before freezing - it is approximately 60% of that, but 20 times higher than that in cells frozen without cryoprotectants.

Пример 3.Example 3

Берут эмбрионы морских ежей S. intermedius со стадии бластулы, как описано в примере 2. Все последующие процедуры такие же, как в примере 2, за исключением того, что состав криопротекторной смеси состоит из: 0.5% природного эхинохрома; 0,15% липидного экстракта из тканей зеленой водоросли Ulva fenestrata, предварительно обработанного ультразвуком (УЛЭ); 8% раствора трегалозы; остальное процентное содержание составляет солевой раствор, в качестве которого используют стерилизованную морскую природную воду, в которой присутствует диметилсульфоксид (ДМСО) в количестве 5%.The embryos of sea urchins S. intermedius from the blastula stage are taken, as described in example 2. All subsequent procedures are the same as in example 2, except that the composition of the cryoprotective mixture consists of: 0.5% natural echinochrome; 0.15% lipid extract from the tissues of the green alga Ulva fenestrata, pre-treated with ultrasound (ULE); 8% trehalose solution; the remaining percentage is saline, which is used as sterilized marine natural water, in which dimethyl sulfoxide (DMSO) is present in an amount of 5%.

Количественную степень сохранности клеток ведут по оценке жизнеспособности клеток и уровню синтеза РНК. В качестве контроля используются незамороженные клетки, а также клетки, замороженные без добавления криопротекторной смеси.A quantitative degree of preservation of cells is carried out by assessing cell viability and the level of RNA synthesis. As control, unfrozen cells are used, as well as cells frozen without the addition of a cryoprotective mixture.

В Таблице 1 представлены результаты определения жизнеспособности клеток морского ежа после криозамораживания. Так же, как и в предыдущем примере, жизнеспособность этих клеток, замороженных в присутствии предлагаемой криопротекторной смеси, в 8 раз выше, чем жизнеспособность клеток, замороженных без криопротекторов. Однако уровень синтеза РНК меньше, чем в клетках, замороженных в подобной смеси, но без ДМСО примерно в два раза, но он в 10 раз превышает этот показатель у клеток, замороженных без криопротекторов.Table 1 presents the results of determining the viability of sea urchin cells after cryogenic freezing. As in the previous example, the viability of these cells frozen in the presence of the proposed cryoprotective mixture is 8 times higher than the viability of cells frozen without cryoprotectants. However, the level of RNA synthesis is less than in cells frozen in such a mixture, but without DMSO, about two times, but it is 10 times higher than that in cells frozen without cryoprotectants.

Пример 4.Example 4

Нерест плоских морских ежей Echinarachnius mirabilis индуцируют электрическим шоком. Искусственно оплодотворенные яйцеклетки выращивают до стадии гаструлы (24 ч после оплодотворения при 17°С) и диссоциируют на клетки, как описано в примере 1. Все последующие процедуры, такие же, как в примере 1, за исключением того, что состав криопротекторной смеси состоит из: 1% синтетического эхинохрома; 0,08% липидного экстракта из тканей мидии С. grayanus (МЛЭ), (предварительно обработанного ультразвуком); 10% трегалозы; остальное процентное содержание составляет солевой раствор, в качестве которого используют модифицированную питательную среду Лейбовича (Odintsova et al., 1999. V.1448: 381-389), в которой присутствует диметилсульфоксид (5% ДМСО).Spawning of flat sea urchins Echinarachnius mirabilis is induced by electric shock. Artificially fertilized eggs are grown to the gastrula stage (24 hours after fertilization at 17 ° C) and dissociated into cells, as described in example 1. All subsequent procedures are the same as in example 1, except that the composition of the cryoprotective mixture consists of : 1% synthetic echinochrome; 0.08% lipid extract from the tissues of the mussel C. grayanus (MBE), (pre-treated with ultrasound); 10% trehalose; the remaining percentage is the saline solution, which is used as a modified Leibovich culture medium (Odintsova et al., 1999. V.1448: 381-389), in which dimethyl sulfoxide (5% DMSO) is present.

Количественную степень сохранности клеток ведут по оценке жизнеспособности клеток и уровню синтеза РНК. В качестве контроля используются незамороженные клетки, а также клетки, замороженные без добавления криопротекторной смеси.A quantitative degree of preservation of cells is carried out by assessing cell viability and the level of RNA synthesis. As control, unfrozen cells are used, as well as cells frozen without the addition of a cryoprotective mixture.

В Таблице 1 представлены результаты определения жизнеспособности диссоциированных клеток гаструлы плоского морского ежа и синтеза в них РНК после криозамораживания.Table 1 presents the results of determining the viability of dissociated gastrula cells of a flat sea urchin and the synthesis of RNA in them after cryogenic freezing.

Клетки гаструлы более устойчивы к различным повреждающим воздействиям, поэтому разница в жизнеспособности этих клеток, замороженных в присутствии предлагаемой криопротекторной смеси, меньше - в 1.5 раза по сравнению с клетками, замороженными просто в растворе, содержащем ДМСО и трегалозу, но уровень синтеза РНК в их клетках увеличивался более чем в 7 раз (из расчета на 1 миллион живых клеток). Эти данные, так же как и в Примере 1, доказывают кумулятивный эффект используемых компонентов криопротекторных смесей, таких как мембранный стабилизатор (10% трегалоза), экзогенный липидный экстракт (0,08% МЛЭ) и антиоксидант (1% природный эхинохром) в присутствие ДМСО.Gastrula cells are more resistant to various damaging effects, therefore, the difference in viability of these cells frozen in the presence of the proposed cryoprotective mixture is 1.5 times less than cells frozen simply in a solution containing DMSO and trehalose, but the level of RNA synthesis in their cells increased by more than 7 times (based on 1 million living cells). These data, as in Example 1, prove the cumulative effect of the used components of cryoprotective mixtures, such as a membrane stabilizer (10% trehalose), exogenous lipid extract (0.08% MBE) and antioxidant (1% natural echinochrome) in the presence of DMSO .

Жизнеспособность клеток гаструлы плоского морского ежа, замороженных в присутствии заявляемой криопротекторной смеси, почти в 14 раз выше, чем жизнеспособность клеток, замороженных без криопротекторов, а уровень синтеза РНК почти достигает уровня синтеза РНК клеток до замораживания и примерно равен таковому в клетках, замороженных в подобной криопротекторной смеси, но в присутствии природного эхинохрома.The viability of gastrula cells of a flat sea urchin frozen in the presence of the inventive cryoprotective mixture is almost 14 times higher than the viability of cells frozen without cryoprotectants, and the level of RNA synthesis almost reaches the level of RNA synthesis of cells before freezing and is approximately equal to that in cells frozen in a similar cryoprotective mixture, but in the presence of natural echinochrome.

Пример 5Example 5

Берут половозрелые мидии Mytilus trossulus. Нерест индуцируют термическим шоком (от 10 до 20°С). Искусственно оплодотворенные яйцеклетки выращивают до стадии трохофоры (24 ч после оплодотворения при 17°С) и диссоциируют на клетки, как указано в примере 1. Все последующие процедуры аналогичны примерам 1-4. Состав криопротекторной смеси: альфа-токоферол (витамин Е) - 0,3%, 0,15% липидного экстракта из тканей мидии (МЛЭ), предварительно обработанного ультразвуком; 10% трегалозы; остальное процентное содержание составляет солевой раствор, в качестве которого используют модифицированную питательную среду Лейбовича, в которой присутствует диметилсульфоксид (10% ДМСО).Take mussels Mytilus trossulus. Spawning is induced by thermal shock (from 10 to 20 ° C). Artificially fertilized eggs are grown to the trochophore stage (24 hours after fertilization at 17 ° C) and dissociated into cells, as described in example 1. All subsequent procedures are similar to examples 1-4. The composition of the cryoprotective mixture: alpha-tocopherol (vitamin E) - 0.3%, 0.15% lipid extract from mussel tissue (MBE), pre-treated with ultrasound; 10% trehalose; the remaining percentage is saline, which is used as a modified Leibovich nutrient medium in which dimethyl sulfoxide (10% DMSO) is present.

Количественную степень сохранности клеток ведут по оценке жизнеспособности клеток и уровню синтеза РНК. В качестве контроля используются незамороженные клетки, а также клетки, замороженные без добавления криопротекторной смеси.A quantitative degree of preservation of cells is carried out by assessing cell viability and the level of RNA synthesis. As control, unfrozen cells are used, as well as cells frozen without the addition of a cryoprotective mixture.

В Таблице 1 представлены результаты определения жизнеспособности клеток трохофоры мидии после криозамораживания. Несмотря на то что клетки моллюсков более чувствительны к разрушениям после замораживания-оттаивания, жизнеспособность эмбриональных клеток мидии, замороженных в присутствии предлагаемой криопротекторной смеси, увеличивалась в 7,3 раза по сравнению с клетками, замороженными просто в растворе, содержащем 10% ДМСО и трегалозу.Table 1 presents the results of determining the viability of the trochophore mussel cells after cryogenic freezing. Despite the fact that mollusk cells are more sensitive to damage after freezing-thawing, the viability of mussel embryonic cells frozen in the presence of the proposed cryoprotective mixture increased by 7.3 times compared to cells frozen simply in a solution containing 10% DMSO and trehalose.

Пример 6Example 6

Выполняют аналогично Примеру 5 за исключением того, что в состав криопротекторной смеси в качестве антиоксиданта вводят смесь витаминов Е и С - по 0,5%.Perform similarly to Example 5 except that a mixture of vitamins E and C is introduced into the composition of the cryoprotective mixture as an antioxidant - 0.5% each.

Количественную степень сохранности клеток ведут по оценке жизнеспособности клеток и уровню синтеза РНК. В качестве контроля используются незамороженные клетки, а также клетки, замороженные без добавления криопротекторной смеси.A quantitative degree of preservation of cells is carried out by assessing cell viability and the level of RNA synthesis. As control, unfrozen cells are used, as well as cells frozen without the addition of a cryoprotective mixture.

В Таблице 1 представлены результаты определения жизнеспособности клеток трохофоры мидии после криозамораживания. Обращает на себя внимание тот факт, что самый лучший криозащитный эффект наблюдается при использовании в качестве антиоксидантов смеси двух витаминов - витамина Е и С.Table 1 presents the results of determining the viability of the trochophore mussel cells after cryogenic freezing. It is noteworthy that the best cryoprotective effect is observed when using a mixture of two vitamins - vitamin E and C. as antioxidants.

Как видно из результатов, представленных в таблице 1, что заявляемый способ криосохранения клеток морских беспозвоночных позволяет очень быстро получить клетки морских беспозвоночных, обладающих высокой функциональной активностью после замораживания-оттаивания.As can be seen from the results presented in table 1, the claimed method of cryopreservation of marine invertebrate cells allows very quickly to obtain marine invertebrate cells with high functional activity after freezing-thawing.

Пример 7Example 7

Берут морских ежей Strongylocentrotus intermedius. Нерест морских ежей индуцируют инъекциями в полость животных 0,2-0,4 мл 0,5 М раствора KCl. Искусственно оплодотворенные яйцеклетки выращивают до стадии бластулы, помещая их на 12 часов в сосуды со стерильной морской водой при 17°С. Бластулы диссоциируют на клетки обработкой 0,1%-ным раствором коллагеназы в течение 20-30 мин при 15 С. Полученную клеточную суспензию промывают дважды в стерильной морской воде, содержащей пенициллин 500 ед./мл и гентамицин 40 мкг/мл.Take sea urchins Strongylocentrotus intermedius. Spawning of sea urchins is induced by injecting 0.2-0.4 ml of a 0.5 M KCl solution into the animal cavity. Artificially fertilized eggs are grown to the blastula stage, placing them for 12 hours in vessels with sterile sea water at 17 ° C. Blastula dissociate into cells by treatment with 0.1% collagenase solution for 20-30 minutes at 15 ° C. The resulting cell suspension is washed twice in sterile seawater containing penicillin 500 units / ml and gentamicin 40 μg / ml.

В полипропиленовые криовиалы (2 мл) помещают по 0,33 мл суспензии диссоциированных клеток (10-15×106 клеток/мл) и добавляют 0,67 мл криопротекторной смеси. Для более наглядного доказательства проявления синергетического эффекта в данном примере использованы криопротекторы различного состава, который приведен в таблице (Примеры 7б-7д).0.33 ml of a suspension of dissociated cells (10-15 × 10 6 cells / ml) are placed in polypropylene cryovials (2 ml) and 0.67 ml of cryoprotective mixture is added. For more clear evidence of the manifestation of a synergistic effect in this example, cryoprotectants of various compositions are used, which are shown in the table (Examples 7b-7d).

Смесь замораживают, как описано выше. Затем клетки размораживают на водяной бане при интенсивном перемешивании (20-24°С).The mixture is frozen as described above. Then the cells are thawed in a water bath with vigorous stirring (20-24 ° C).

Количественную степень сохранности клеток ведут по оценке жизнеспособности клеток и уровню синтеза РНК. В качестве контроля используются незамороженные клетки и клетки, замороженные без криопротектора.A quantitative degree of preservation of cells is carried out by assessing cell viability and the level of RNA synthesis. As control, unfrozen cells and cells frozen without cryoprotectant are used.

В Таблице 2 представлены результаты влияния состава компонентов криопротекторной смеси на жизнеспособность диссоциированных клеток бластулы морского ежа и синтез в них РНК после криозамораживания.Table 2 presents the results of the influence of the composition of the components of the cryoprotective mixture on the viability of the dissociated cells of the sea urchin blastula and the synthesis of RNA in them after cryogenic freezing.

Жизнеспособность клеток бластулы морских ежей, замороженных в присутствии заявляемой криопротекторной смеси, увеличивалась в 1,75 раза по сравнению с клетками, замороженными просто в растворе, содержащем 10% ДМСО и трегалозу, а уровень синтеза РНК в их клетках увеличивался более чем в 4 раза. Применение в качестве криопротекторов комбинации трех важнейших компонентов позволило значительно снизить потери биологической активности клеток морских беспозвоночных за счет синергетического действия всех компонентов используемой криопротекторной смеси. Каждый из компонентов влияет на целостность клеточных мембран. Однако нами было обнаружено, что при этом наблюдается не суммарный эффект всех трех криопротекторов, а их кумулятивный эффект. Обращает на себя внимание, что для клеток морских ежей кумулятивный эффект используемых компонентов криопротекторных смесей был высоким как в отсутствие, так и в присутствии диметилсульфоксида (ДМСО).The viability of the blastula cells of sea urchins frozen in the presence of the inventive cryoprotective mixture increased 1.75 times compared with cells frozen simply in a solution containing 10% DMSO and trehalose, and the level of RNA synthesis in their cells increased by more than 4 times. The use of a combination of three major components as cryoprotectants has significantly reduced the loss of biological activity of marine invertebrate cells due to the synergistic action of all components of the used cryoprotective mixture. Each of the components affects the integrity of cell membranes. However, we found that in this case, not the total effect of all three cryoprotectants is observed, but their cumulative effect. It is noteworthy that for the cells of sea urchins, the cumulative effect of the used components of cryoprotective mixtures was high both in the absence and in the presence of dimethyl sulfoxide (DMSO).

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

Таблица 2table 2 № примера, объектExample No. Object контрольные клеткиcontrol cells Состав криопротекторной смесиThe composition of the cryoprotective mixture Жизнеспособность клетокCell viability Уровень синтеза РНК, импульсы/106 клетокRNA synthesis level, pulses / 10 6 cells Живые клетки, %Living cells,% Мертвые клетки, %Dead cells,% Разрушенные клетки, %Destroyed cells,% 1one 22 33 4four 55 66 77 Пример 7. морской еж Strongylocentrotus intermedius клетки бластулыExample 7. Sea urchin Strongylocentrotus intermedius blastula cells незамороженные клетки (положительный контроль)unfrozen cells (positive control) 99.2±0.299.2 ± 0.2 0.8±0.110.8 ± 0.11 -- 22000±50022000 ± 500 7a клетки замороженные без криопротекторной смеси (отрицательный контроль)cells frozen without cryoprotective mixture (negative control) 2.6±0.62.6 ± 0.6 17.2±0.217.2 ± 0.2 80.2±0.680.2 ± 0.6 600±200600 ± 200 7b 10% ДМСО + 90% искусств, морской воды10% DMSO + 90% arts, sea water 9.6±0.69.6 ± 0.6 17.8±0.9717.8 ± 0.97 72.6±2.1572.6 ± 2.15 1800±2001800 ± 200 7c 10% ДМСО + 1% трегалозы + 89% искусств, морской воды10% DMSO + 1% trehalose + 89% arts, sea water 16.5±1.216.5 ± 1.2 21.9±1.121.9 ± 1.1 61.6±1.861.6 ± 1.8 2100±2002100 ± 200 7g 10% ДМСО + 1% трегалозы + 0,15% МЛЭ + 88,85% искусств, морской воды10% DMSO + 1% trehalose + 0.15% MBE + 88.85% arts, sea water 20.4±0.520.4 ± 0.5 18.0±0.118.0 ± 0.1 61.6±0.661.6 ± 0.6 5000±2005000 ± 200 7д, согласно изобретению7d according to the invention 10% ДМСО + 1% трегалозы + 0,15% МЛЭ + 0,3% эхинохрома + 88,55% искусств, морской воды10% DMSO + 1% trehalose + 0.15% MBE + 0.3% echinochrome + 88.55% arts, sea water 29.1±0.529.1 ± 0.5 25.9±0.125.9 ± 0.1 45.0±0.445.0 ± 0.4 9700±3009700 ± 300

Claims (2)

1. Способ криосохранения биологического материала, включающий обработку биологического материала криопротекторной смесью, содержащей раствор сахаров и липидов, отличающийся тем, что в качестве биологического материала берут эмбриональные клетки морских беспозвоночных, в качестве липидов используют липидные экстракты морских гидробионтов с низкими температурами фазовых переходов, предварительно обработанные ультразвуком, а в качестве раствора используют солевой раствор, в который дополнительно вводят антиоксиданты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. A method of cryopreservation of biological material, including treating the biological material with a cryoprotective mixture containing a solution of sugars and lipids, characterized in that embryonic cells of marine invertebrates are taken as biological material, lipid extracts of marine hydrobionts with low phase transition temperatures, pre-treated, are used as lipids ultrasound, and as a solution using a saline solution, which is additionally injected with antioxidants, in the following ootnoshenii, wt.%: ТрегалозаTrehalose 1,0-10,01.0-10.0 Липидные экстрактыLipid extracts 0,08-0,150.08-0.15 АнтиоксидантыAntioxidants 0,3-1,00.3-1.0 Солевой растворSaline solution ОстальноеRest
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в криопротекторную смесь в состав солевого раствора вводят 5-10% диметилсульфоксида.2. The method according to claim 1, characterized in that 5-10% of dimethyl sulfoxide is added to the composition of the saline solution in a cryoprotective mixture.
RU2006125238/15A 2006-07-13 2006-07-13 Method for cryoconservation of cells in sea invertebrates RU2314687C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125238/15A RU2314687C1 (en) 2006-07-13 2006-07-13 Method for cryoconservation of cells in sea invertebrates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125238/15A RU2314687C1 (en) 2006-07-13 2006-07-13 Method for cryoconservation of cells in sea invertebrates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2314687C1 true RU2314687C1 (en) 2008-01-20

Family

ID=39108486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006125238/15A RU2314687C1 (en) 2006-07-13 2006-07-13 Method for cryoconservation of cells in sea invertebrates

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2314687C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496318C1 (en) * 2012-06-15 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук Method of cryopreservation of marine microalgae
RU2723129C2 (en) * 2014-09-18 2020-06-08 Джензим Корпорейшн Methods for creation of cells banks with ultrahigh density

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MURPHY K.J. at al. Fatty acid and sterol composition of frozen and freeze-dried New Zealand Green Lipped Mussel (Perna canaliculus) from three sites in New Zealand. Asia Рас J Clin Nutr. 2003; 12 (1): 50-60. Найдено в Интернет http://www.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=A... PMID: 12737011 (реферат), [он-лайн] [01.03.2007.] найдено из БД PubMed. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496318C1 (en) * 2012-06-15 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук Method of cryopreservation of marine microalgae
RU2723129C2 (en) * 2014-09-18 2020-06-08 Джензим Корпорейшн Methods for creation of cells banks with ultrahigh density

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mazur Freezing of living cells: mechanisms and implications
Cabrita et al. Effect of external cryoprotectants as membrane stabilizers on cryopreserved rainbow trout sperm
Stoss 6 Fish Gamete Preservation and Spermatozoan Physiology
Linhart et al. Cryopreservation of European catfish Silurus glanis sperm: sperm motility, viability, and hatching success of embryos
Janik et al. Overcoming a permeability barrier by microinjecting cryoprotectants into zebrafish embryos (Brachydanio rerio)
Piironen Cryopreservation of sperm from brown trout (Salmo trutta m. lacustris L.) and Arctic charr (Salvelinus alpinus L.)
DeGraaf et al. Cryogenic and refrigerated storage of Atlantic cod (Gadus morhua) and haddock (Melanogrammus aeglefinus) spermatozoa
Riesco et al. Evaluation of zebrafish (Danio rerio) PGCs viability and DNA damage using different cryopreservation protocols
Odintsova et al. Cryopreservation of the cells and larvae of marine organisms
Cuevas-Uribe et al. Production of channel catfish with sperm cryopreserved by rapid non-equilibrium cooling
Bozkurt et al. Cryopreservation of brown trout (Salmo trutta macrostigma) and ornamental koi carp (Cyprinus carpio) sperm
Higaki et al. Cryopreservation of zebrafish (Danio rerio) primordial germ cells by vitrification of yolk-intact and yolk-depleted embryos using various cryoprotectant solutions
Zhang Cryopreservation of gametes and embryos of aquatic species
Palhares et al. Effect of melatonin supplementation to a cytoprotective medium on post-thawed Brycon orbignyanus sperm quality preserved during different freezing times
HATİPOĞLU et al. Fertilizing ability of short-term preserved spermatozoa Abant trout (Salmo trutta abanticus T, 1954)
Kusuda et al. Cryopreservation of chum salmon blastomeres by the straw method
Zhang et al. Optimization of vitrification factors for embryo cryopreservation of kelp grouper (Epinephelus moara)
Gwo et al. Preliminary experiments on the cryopreservatioh of penaeid shrimp (penaeus japonicus) embryos, nauplii and zoea
Ekici et al. Cryopreservation studies in aquaculture from past to present: Scientific techniques and quality controls for commercial applications
RU2314687C1 (en) Method for cryoconservation of cells in sea invertebrates
Šćekić et al. A novel strategy for conservation of European eel (Anguilla anguilla) genetic resources: Cryopreservation of ovarian stem cells
CN102986648B (en) Vitrified cryopreservation and thawing recovery method for bursaphelenchus xylophilus
Guo et al. Current status and prospects of cryopreservation in aquatic crustaceans and other invertebrates
Ahammad et al. Stage-dependent hatching responses of rohu (Labeo rohita) embryos to different concentrations of cryoprotectants and temperatures
Hamaratogˇlu et al. Cryopreservation of starfish oocytes

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20180627