二甲双胍作为冷冻保护剂增强人牙髓干细胞存活及干性维持的研究

本研究创新性地发现抗糖尿病药物二甲双胍（Metformin）可作为冷冻保护添加剂，显著提升人牙髓干细胞（hDPSCs）冻存后的存活率（提升20%以上）并维持其干性标志物（OCT4/NANOG/SOX2/KLF4）表达。通过优化800 μM浓度方案，证实其能有效清除活性氧（ROS），使冻存细胞保持90%以上存活率，且经反复冻融后仍具成骨/成脂分化能力，为干细胞临床储存提供了新型抗氧化策略。

　　

Highlight

二甲双胍展现出双重冷冻保护功效：既能作为抗氧化剂清除活性氧（ROS），又能作为干性增强剂维持关键转录因子表达。

Discussion

氧化应激是干细胞冷冻保存的主要挑战之一。冻融循环中过量产生的活性氧（ROS）会破坏细胞膜完整性并损害线粒体功能。传统冷冻保护剂如二甲基亚砜（Me₂SO）和血清主要减轻冰晶形成和渗透压应激，但无法直接解决ROS相关损伤，这限制了其保护效果。因此，开发针对氧化损伤的补充策略至关重要。

我们的研究首次证实，将临床常用药物二甲双胍加入冻存体系可协同增强保护效果。其机制可能涉及：1）通过激活AMPK通路减少线粒体ROS产生；2）上调超氧化物歧化酶（SOD）等内源性抗氧化酶；3）维持干性基因网络（如OCT4-SOX2-NANOG核心调控环路）的表观遗传稳定性。这种多靶点作用模式使其显著优于单一抗氧化剂（如维生素E或褪黑素）。

Conclusion

在冻存液中添加二甲双胍不仅能显著提高hDPSCs解冻后的存活率、增殖能力和克隆形成效率，还能通过维持干性相关基因（包括典型标志物和表观调控因子）的表达来保护其干细胞特性——这些特性在反复冻融过程中通常会被削弱。二甲双胍作为一种潜在的冷冻保护增效剂，为优化hDPSCs储存方案提供了新思路，对推动基于干细胞的再生医学发展具有重要意义。