2017年12月巴黎七大的Adrien Moya 博士在Stem Cell上發表文章研究人源骨髓間充質干細胞的糖代謝研究，來分析在組織工程中應用MSCs從體外移植入人體內的存活率極低的情況。

文章中指出，人骨髓間充質干細胞（MSCs）是組織工程中很理想的選擇。然而，因為它的存活率很低，限制了在治療上的效果。研究者發現，hMSCs在體內真實環境更接近于缺氧（0.1%O₂）而不是體外的低氧環境（1%-5% O₂）。在這種缺氧的環境下，hMSCs無法適應在沒有外源葡萄糖存在的情況下，只能控制很有限的內部葡萄糖儲備和基本為零的ATP儲量。在這種外源葡萄糖水平極低的情況下，因為缺乏下調能量翻轉的機制導致hMSCs能量儲量的快速耗盡，直接導致其極低的存活率。

低于0.1%的氧氣條件呈現了體內移植后的環境

哺乳組織行使功能的氧氣濃度是2%-10%左右。比如在骨髓中MSC（間充質干細胞）微環境（niche）中的氧氣濃度是2%-8%。氧氣含量在提供人骨髓間充質干細胞（hMSCs）穩態的能量需求，存活以及移植之后最終行駛功能的過程中，扮演著極其重要的角色。但是，

hMSCs在組織工程中的應用，特別是移植后早期在體內的氧氣濃度需求還不清楚。

本研究中，首次將hMSCs種在組織工程的載體上面，并保持氧氣含量在0.13%±0.06% 長達24h。該氧氣濃度比小鼠在體的軟組織局部缺血的濃度更低，人類腫瘤的微環境的氧氣濃度是0.3%至4.2%。對于這種極低濃度的耗氧量的解釋，是在移植后早期階段，hMSCs微環境基本沒有血液供給氧氣。

想精確地研究細胞在活體內的氧氣濃度，是非常具有挑戰性的。本文作者嘗試通過建立一種缺氧生物標記的表達，研究氧氣濃度在21%至0.1%的范圍內，hMSCs的生長情況。發現0.1%的氧氣含量最能反映hMSCs在活體內的真實狀態。在這種條件下，移植之后的細胞，顯現出線粒體活性的高度抑制。在體外實驗中，0.1%的氧氣濃度是唯一可以誘導缺氧標記物表達，并顯著下調線粒體活性。研究結果表明，0.1%的氧氣含量最好地反應出hMSCs在活體狀態下在組織工程構建平臺上，相對于氧氣含量粗放的狀態，增長速度要更快，更大。

缺氧條件控制

缺氧條件模擬是通過pro Ox-C-chamber系統（C-Chamber，C-347，Biospherix，New York，NY）實現的。這個chamber中的氧氣含量維持在0.1,1,5,或21%，并混合有5%CO2，用N2平衡。

對于缺氧條件下的細胞培養，hMSCs培養在24孔板中，每平方厘米種12,000細胞。

  上圖顯示，在干細胞移植之后，在皮下以及水凝膠支架中心點的氧氣含量測定數據。

數據分別是來自于0天，1天以及3天的數據。

延伸 

除此之外，骨髓中的造血干細胞，其周圍環境中的氧含量也在骨髓微環境中發揮重要作用。低氧環境導致HSC處于低活性氧水平，從而具有較好的自我更新能力和重建骨髓的能力。把氧含量看成是干細胞微環境的一個成分雖然是個較新的概念，但是目前越來越多的在各種干細胞中得到進一步研究證實。

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