摘要：在当今医学研究领域，间充质干细胞（MSCs）一直备受瞩目，作为一种多能干细胞，它来源广泛，无论是从骨髓、脐带、还是脂肪组织都能获取，它犹如身体内的 “万能工匠”，具备自我更新以及向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞等多种细胞类型分化的卓越能力。随着研究的推进，我们发
齐鲁晚报·齐鲁壹点 张晓燕
在当今医学研究领域，间充质干细胞（MSCs）一直备受瞩目，作为一种多能干细胞，它来源广泛，无论是从骨髓、脐带、还是脂肪组织都能获取，它犹如身体内的 “万能工匠”，具备自我更新以及向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞等多种细胞类型分化的卓越能力。随着研究的推进，我们发现在不同环境状态下的间充质干细胞（MSCs）具有着不同的“表达”，低氧环境下的间充质干细胞研究为再生医学开辟了新的方向。
低氧与间充质干细胞的奇妙相遇
正常的氧气浓度通常认为是 20% - 21% O₂，这种氧气环境与人体大多数生理状态下组织中的氧气浓度相近，细胞在这样的环境中能够正常地进行有氧代谢等生理活动。而低氧环境一般是氧气浓度低于 5%的环境，这种低氧环境模拟了体内某些特殊生理或病理状态下的局部微环境，如胚胎发育过程中、肿瘤微环境或者缺血性损伤组织周围等环境中的低氧状态。
低氧状态对于细胞的生理功能和组织稳态有着深远意义。
在低氧环境下，细胞内会发生一系列适应性变化，许多信号通路被激活，相关基因的表达也会发生改变，促使细胞发展出独特的生存策略并增强其特定功能。当低氧与间充质干细胞相遇，便碰撞出了奇妙的火花。
研究发现，低氧环境对间充质干细胞产生了多方面的显著影响。低氧条件下的间充质干细胞能够更快速地分裂和扩增，为获取大量的间充质干细胞用于临床治疗提供了可能。同时，低氧环境也会影响间充质干细胞的分化方向，引导间充质干细胞更精准地向特定细胞类型分化。另外，低氧间充质干细胞还展现出独特的免疫调节特性，抑制过度的免疫反应，诱导免疫耐受。而低氧间充质干细胞在分泌功能方面也表现卓越，可分泌更多的细胞因子、生长因子和外泌体等生物活性物质，这些分泌产物能够调节周围细胞的活性、促进血管生成、抑制炎症反应以及减少细胞凋亡。
低氧间充质干细胞最新科研成果
糖尿病难愈合伤口的新希望
糖尿病是一个全球性的公共卫生问题，根据英国医学期刊《柳叶刀》刊登的最新研究报告，全球目前有8亿多糖尿病患者，在过去30年间翻了两番。糖尿病患者更容易出现慢性伤口，伤口愈合过程通常受到各种因素的影响，包括感染、组织缺氧、坏死、渗出物和过度的炎性细胞因子等。目前，糖尿病难愈合伤口的治疗极具挑战性，对于有慢性伤口的糖尿病患者，迫切需要治疗的新思路及新技术，而低氧间充质干细胞在分泌功能上的卓越表现为糖尿病难愈合伤口的愈合提供了新思路。
齐鲁干细胞公司、山东省脐血库的研发团队分析了工业化工艺制备的低氧MSC产品的生物学功能及其对大鼠糖尿病伤口愈合的治疗作用，并探讨了可能的机制。这些结果为MSC的临床转化提供了技术支持，并发表于《Biomedical and Environmental Sciences》，随后该项目荣获由济南市科学技术协会、济南市发展和改革委员会、济南市科学技术局、济南市工业和信息化局以及济南市人民政府国有资产监督管理委员会联合颁发的优秀科技创新项目奖项。
该研究使用的低氧MSC，由冻存的工作库常氧MSC经复苏后，在1% O2浓度下培养96h制备而成。经过细胞形态、数量、细胞活性、细胞生长曲线检测、表面标志物检测、细胞周期检测、划痕实验检测等，低氧MSC各生物学功能指标均符合MSC产品国际质量标准，可用于临床前研究（图1）。在糖尿病难愈合伤口动物实验中设置了对照组、常氧MSC组及低氧MSC组。
图1 低氧MSC生物学功能检测
在伤口手术后第1天和第9天将溶媒或800μL（1×107 / mL）细胞皮下注射到糖尿病大鼠背部伤口，并在D0，D3，D6，D9，D12和D15检查伤口愈合情况。
结果显示，伤口面积随时间逐步缩小，在第9天时，对照组、常氧组和低氧组的平均伤口面积分别为1.97 cm 2、2.09 cm2和1.31 cm2，低氧组与对照组具有明显差异（P
图2 低氧MSC增强糖尿病大鼠的伤口愈合
低氧MSC组在伤口愈合中的优秀表现背后，血管内皮生长因子（VEGF）呈现出高表达状态，与常氧MSC相比，低氧MSC在48h时VEGF表达量显著增加，约为常氧MSC的20倍，同时，高水平的VEGF对表皮再生功能的改善也与本研究中组织病理学表皮再生结果互相验证。此外，作者还通过与外周血单核细胞（PBMC）共培养检测了低氧MSC的免疫调节能力。结果显示，低氧MSC组Th1和Th17下调，而Th2和Treg上调，但与常氧MSC组差异并不显著。因此，基于以前的报道与本研究的研究结果，低氧MSC中VEGF分泌量的提高可能是促进大鼠糖尿病伤口愈合的原因。
图3 常氧MSC与低氧MSC中细胞因子的分泌
本项目所研制出的低氧型间充质干细胞将为糖尿病难愈合伤口的治疗开启极具潜力的新方向，具有多方面的积极意义，在传统治疗手段常难以取得理想效果的现实条件下，低氧型间充质干细胞凭借其独特的生物学特性在恶劣的伤口微环境中展现出的卓越优势，可为广大糖尿病患者减轻痛苦、降低致残风险、提升生活质量，从而在糖尿病并发症治疗领域引发突破性的变革与深远的积极影响。
尽管在低氧间充质的应用中仍存在诸多挑战，但不可否认低氧间充质干细胞在再生医学领域的巨大潜力。随着研究的不断深入和技术的持续创新，低氧间充质干细胞有望成为攻克众多疑难疾病的有力武器，为人类健康带来前所未有的福祉，开启再生医学的崭新篇章。
来源：钢铁意志强
