低氧对间充质干细胞的影响论文

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1、低氧对间充质干细胞的影响论文【摘要】氧对于几乎所有的生命都是必需的，它维持能量代谢及细胞的功能，但机体多种细胞是处于生理或病理性低氧状态中，而体外细胞实验一般是在20％氧浓度下进行，并不符合生理状态。直到最近，关于低氧对于间充质干细胞（mesenchymalstemcells,MSC）的影响有了一系列的研究。体外实验表明，适度低氧下MSC的生长和存活能力更好，氧浓度可以影响MSC向成骨、成软骨、成脂的分化倾向.freelalStemCells——Revieedunder20％O2,thatdonotreplicatenormalphysiologica

2、lhypoxiaorpathologicalhypoxiaconditionsinthebody.Recently,theeffectofhypoxiaonmesenchymalstemcells(MSCs)hasbeenstudied,underphysiologicalhypoxia,MSCsthriveigrationarechanged.Hypoxiachangesthephysiologicalcharacteristicsofembryonicstemcell,hematopoieticstemcellandneuronstemcellas

3、echanismoftheseresponsesmightbeprimarilyinvolvedinthehypoxicinduciblefactor1(HIF1)signalpathphasizesthathypoxiaisanimportantfactoronallmajoraspectsofstemcellbiologyincludingsurvival,proliferation,differentiation,andmigration,andthemechanisminvolvedinHIF1signalingpathesenchyma

4、lstemcell;cellproliferation;celldifferentiation;cellmigration间充质干细胞（mesenchymalstemcells，MSC）具有强大的自我更新及多系分化潜能，体内移植后可以迁移至损伤的部位（多数为缺血缺氧的环境）修复相应的组织。干细胞体外增殖分化的研究通常是在20％O2的条件下，然而体内氧浓度显著低于此值，动脉血氧浓度约为12%，组织的平均氧浓度约为3%,.freelar等［3］发现,在0.1%O2（极度低氧）下兔来源的干细胞死亡增多，但他们同时证明在有限的氧浓度下干细胞依旧可以存活。Gre

5、ijer等［4］的实验表明,缺氧的严重程度决定着细胞凋亡或者适应缺氧而存活，0.5％O2可以启动细胞的凋亡，从而阻止低氧诱导突变的积累，在此过程中存在着复杂诱导凋亡和抗凋亡间的平衡，涉及低氧诱导因子1（hypoxicinduciblefoctor1,HIF1）与多种因子的结合，如胚胎干细胞在0.5%O2的条件下，HIF1诱导VEGF表达升高，若抑制VEGF的表达，细胞凋亡数增加10倍［5］。用适当的基因修饰后，MSC对缺血缺氧的耐受力提高。缺血的组织中缺氧/再灌注、炎性因子、诱导凋亡因子等是导致细胞死亡的因素，而HO1（血红素加氧酶）是抑制这

6、些因子的关键成分。将转染HO1基因的MSC及对照组细胞移植入发生急性心肌梗塞的小鼠心脏，7天后实验组的移植细胞存活率比对照组高3倍［6］。而Akt1（蛋白激酶B）修饰的MSC也能更好的存活于缺血缺氧的环境，可有效抑制大鼠缺血心肌的重塑，完全纠正心脏的舒缩功能，修复的心容量比未用Akt1修饰的MSC所修复的高4倍［7］。中国实验血液学杂志JExpHematol2007;15(2)低氧对间充质干细胞的影响低氧对间充质干细胞增殖和原始状态的影响MSC主要来源于骨髓，骨髓是一典型的低氧环境。体外实验证实，低氧可抑制MSC分化而有利于增殖。D′Ippolito

7、等［8］将骨髓来源的多能成体干细胞于3%氧浓度下培养3天后，数目比21%氧浓度下培养7天多3倍。Grayson［9］将人来源的MSC于2%O2条件下在三维支架中培养1个月，与20%O2相比，低氧下的MSC有一延长的停滞期来适应培养条件，然而在随后的培养期间一直处于增殖状态，产生集落形成单位的能力显著增高，且干细胞标志性基因表达水平更高。Bosch等［10］分离培养猪来源的MSC，同样发现其在低氧条件下增殖能力增强。低氧可维持关键性干/祖细胞因子pref1（前脂肪细胞因子）的表达［11］。另有实验表明，低氧培养条件下MIAMI(marroultilin

8、eageinducible)细胞OCT4、REX1、SSEA4（胚胎阶段特异性抗原4）m