低氧促进造血干细胞移植效率纽普生物

摘要：无论是骨髓还是脐带血，造血干细胞在体内所处的位置都是属于低氧环境。然而，到目前为止，几乎所有的造血干细胞研究结果都是基于非生理条件下的氧分压，即常氧。通过将有关造血干细胞的所有实验操作放置于低氧条件下进行，作者发现即便是将细胞暴露于常氧环境下片刻时间，也会导致长时程造血干细胞的数目大量减少，而造血祖细胞的数目却随之增多，他们称呼这种现象为EPHOSS（非生理氧压应激）。
据此，传统研究获得的骨髓和脐带血中的真正造血干细胞数目是偏少的。进一步的研究发现，这种应激是伴随活性氧自由基的产生以及由亲环素D和p53介导的线粒体渗透转换孔的产生。尤其重要的是，抑制转换孔产生的抑制剂环孢素A可以有效保护造血干细胞免于遭受非EPHOSS，并且提高体内移植效率，从而为进一步的临床移植提供了药物学干预方法。

背景介绍：

基于本文的两位主角，即造血干细胞和低氧，下面将分别对二者进行简单的背景知识介绍。

1造血干细胞

关于造血干细胞，无论是基础科研者、医生还是我们的普通老百姓，我想大家都不陌生，可以说现在轰轰烈烈的细胞治疗，应该算是造血干细胞移植的徒子徒孙了吧，理论上并不算啥新鲜事物了，就是在历史的车轮下被赶到了一个空前的高度而已。

早在上世纪五六十年代，美国医生Edward Donnall Thomas首次成功完成了骨髓干细胞的人类移植并获得成功，他本人也因此获得1990年的诺贝尔生理学奖。目前，造血干细胞移植被广泛用于多种疾病治疗：恶性血液系统肿瘤，即常说的白血病，包括急性、慢性、淋系和髓系等，以及各种骨髓衰竭性疾病和遗传性疾病，如再生障碍性贫血和重型地中海贫血等。造血干细胞的移植使超过绝大多数的传统方法无法治愈的血液病得以根治或缓解，因此绝对算是现代医学上史开天辟地的大事件。

作为造血干细胞移植的主要供体细胞，造血干细胞的来源一直是最主要的问题。通常的来源包括骨髓、外周血和脐带血，即常说的骨髓移植、外周血移植和脐带血移植。

其中，第一种移植方法往往给供髓者带来痛苦，这也是普通人最常想到的方法，因此想想都很可拍，也因此导致很少有人愿意进行造血干细胞捐献（这里给大家介绍一本Jodi Picoult据此编写的小说，“My Sister’s Keeper”，同名电影为“姐姐的守护者”，非常棒，但是个人认为书比电影更棒，推荐阅读）；第二种方法操作简单，目前已成为主流移植方式；第三种来自于新生儿脐带血的方法，由于来源和存储技术的受限，在国内的应用非常有限，据悉，国内各个省市对于脐带血的保存主要由一些新兴的生物科技公司和国家成立的几个脐带血库完成，服务价格通常需要数万元不等，宣传口号均为“人生保险”，的确，目前成功的应用报道也算屈指可数吧。

鉴于造血干细胞的应用价值，国内均有一堆大牛对此进行研究，国外的牛人包括George Daley，Irving Weissman，Jean Morrison和本文的通讯作者Hal Broxmeyer以及华人科学家Linheng Li等，国内的大佬应该包括天津血液研究所的程涛、军事医学科学院的裴雪涛、浙江大学的黄河等等。可惜的是，目前在该领域尚无太大进展，即便是简单的造血干细胞体外培养和扩增问题尚未解决，因此更别提革命性的进展了。

2低氧

低氧（Hypoxia）主要是相对于常氧（Normoxia）来说的，即氧分压低于21%，生理条件下的氧分压一般低于10%。在脑内，氧分压甚至低于1%。低氧已被公认为有利于干细胞的体外自我更新和增殖，不光光局限于造血干细胞，还有神经干细胞、多能干细胞以及肿瘤干细胞等。此外，低氧还可以促进细胞重编程和诱导肿瘤细胞向肿瘤干细胞方向转化，其中的机制主要涉及到低氧诱导因子（Hif，Hopoxia inducible factor）。传统的低氧培养装置为三气培养箱，采用氮气降低培养箱内的氧分压，目前的最新产品包括低氧工作站，顾名思义，整个工作站将培养箱、超净工作台和显微镜观察等装置均至于低氧环境下，也正是本文讨论的重点所在。

文章解析：

首先，通过体外实验方法简单分析了低氧和常氧条件下分选得到的小鼠造血干细胞的数量和质量，发现低氧是有益的。