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造血干细胞体外扩增是解决其数量不足问题的有效途径，但由于体外培养环境与体内造血微环境存在很大差异，造血干细胞经过体外扩增后其生理功能可能丧失。因此，有必要优化体外培养环境，使造血干细胞在扩增的同时保持其正常的生理功能。氧分压是造血干细胞体外培养过程的关键参数，在常规培养体系中可达21％，而在骨髓造血微环境中一般只维持在5％左右，氧分压对造血干细胞的体外扩增特性和生理功能具有重要影响。为此，本文以脐血CD34+细胞为对象，分别在有血清和无血清培养体系中，采用SCF+IL-3+IL-6和SCF+TPO+FL两种细胞因子组合，考察了氧分压对总细胞和造血干/祖细胞体外扩增、造血干/祖细胞体外分化以及扩增后CD34+细胞再扩增能力的影响，并通过NOD/SCID小鼠模型考察了有血清体系中氧分压对造血细胞生理功能的影响。结果表明，无血清体系中氧分压对造血干细胞的体外扩增特性没有显著影响。有血清体系中的结果如下:(1)常氧分压条件下总细胞的扩增倍数显著高于低氧分压条件，说明常氧分压更有利于总细胞的扩增;(2)低氧分压条件下总细胞中CD34+细胞、CD34+CD38-细胞和CFCs所占的比例显著高于常氧分压条件，说明低氧分压更有利于保持扩增后细胞的干/祖细胞特性;(3)氧分压对造血干/祖细胞体外向各系血细胞的分化没有显著影响;(4)常氧和低氧条件下扩增的CD34+细胞都具有再扩增能力;(5)常氧和低氧条件下培养的造血细胞都能成功植入NOD/SCID小鼠体内并向各系分化，且具备集落形成能力;(6)低氧条件下培养的造血细胞在NOD/SCID小鼠体内的植入能力、多系造血重建能力和集落形成能力均优于常氧条件下培养的造血细胞，说明低氧分压更有利于保持造血细胞的生理功能。这些研究为体外扩增的造血干细胞应用于临床提供了良好的实验基础。