低氧对间充质干细胞的影响

《低氧对间充质干细胞的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、低氧对间充质干细胞的影响【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，低氧能提高特异性受体和配体相结合所介导的迁移。低氧可影响胚胎干细胞、造血干细胞、神经干细胞的生理学特性也是一证据。干细胞对缺氧反应的分子机制主要涉及低氧诱导因子1(

2、hypoxicinduciblefactor1，HIF1)信号通路。本文综述了低氧对MSC的存活、增殖、分化和迁移的影响，以及涉及HIF1等的分子机制。【关键词】低氧；间充质干细胞；细胞增殖；细胞分化；细胞迁移　　EffectofHypoxiaonMesenchymalStemCells——Revieedunder20％O2,thatdonotreplicatenormalphysiologicalhypoxiaorpathologicalhypoxiaconditionsinthebody.Recently,theeffectofhypoxiaonmesenchym

3、alstemcells(MSCs)hasbeenstudied,underphysiologicalhypoxia,MSCsthriveigrationarechanged.Hypoxiachangesthephysiologicalcharacteristicsofembryonicstemcell,hematopoieticstemcellandneuronstemcellasechanismoftheseresponsesmightbeprimarilyinvolvedinthehypoxicinduciblefactor1(HIF1)signalpathphas

4、izesthathypoxiaisanimportantfactoronallmajoraspectsofstemcellbiologyincludingsurvival,proliferation,differentiation,andmigration,andthemechanisminvolvedinHIF1signalingpathesenchymalstemcell;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

5、，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%,MSC的主要积聚部位骨髓的氧浓度为1%-7%,富集干细胞的胚体氧浓度更低，而且处于一种动态变化之中。通常所谓的低氧更符合生理状态，过高浓度的氧对细胞反而具有损伤应激作用。除生理性低氧外，机体经常会有病理性低氧的发生，如心肌梗塞，脑卒中等，这时相应的组织细胞处于缺血缺氧的状态中，尽管缺血的组织氧和营养都不足，但缺氧可单独影响细胞的生理学特性。那么在低氧下，MSC的存活、增殖、

6、分化，以及迁移能力有什么样的变化呢？低氧对间充质干细胞凋亡和存活的影响干细胞移植研究是一大热点，但移植到缺血的部位后不是所有细胞都可以存活。实验证明，适度的低氧并不引发MSC凋亡。虽然Geng［1］将MSC注射到发生心肌梗塞SCID小鼠的心室，4天后99%的MSC死亡；Zhu等［2］将MSC置于低氧（3％O2）及无血清的条件下（模拟缺血环境）培养，细胞中caspase3(半胱天冬蛋白酶3)活性增高，发生依赖caspase的凋亡，但单独的低氧条件不能增高caspase3活性，诱导凋亡的效应不明显，只是能提高无血清诱导的凋亡效率。此研究结果表明，MSC对缺血缺氧的环境敏感

7、，但导致其凋亡的主要因素不为低氧。Follmar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。GrEijer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