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氧是生命存在的必要条件,也是细胞生理功能的一种重要调节因子。关于低氧作用的研究,目前多集中在低氧对细胞的损伤和有关的适应机制方面,而对低氧在细胞增殖、分化中影响的研究较少。特别是对于体内胚胎发生和成年后的一些生理、病理过程中,出现细胞局部微环境低氧的情况重视不足。例如在体外干细胞研究中一般采用常氧条件(20%),这样难以反映体内的真实情况。不仅如此,不同类型的干细胞在增殖、分化能力上有着极大的差别,而它们在低氧作用下细胞行为变化的异同,目前尚无人比较。本文就低氧对干细胞的增殖和分化作用进行了初步研究。 1、低氧对在体神经干细胞增殖和分化的作用 Wistar雄性大鼠(体重160-180g)在分别经过3000米低氧(n=6)和5000米低氧(n=6),每天4小时,连续2周处理后,前脑的室下带(SVZ)和侧脑室旁BrdU标记的细胞数目比正常对照组分别增加了62%和35%;3000米低氧组海马的齿状回(DG)区的BrdU标记的细胞数目也明显增加。在连续2周低氧后的2周和4周,SVZ和DG区增殖的神经干细胞并没有分化为神经元(NeuN)或神经胶质细胞(GFAP),而在海马的齿状回区(DG)BrdU标记的细胞数量比4周前明显增多。以上结果表明:不同部位的神经干细胞对低氧的反应是不同的,它们可能属于不同的亚群;单纯的低氧刺激可促进内源性神经干细胞的增殖,并不影响其分化。 2、低氧对体外培养的神经干细胞增殖和分化的作用 大鼠神经干细胞体外实验结果表明:3%和10%的低氧环境可明显促进原代培养的神经球形成,培养3天后增殖的神经球数目分别为常氧组的1.5和2.4倍。BrdU掺入实验表明:在低氧环境中BrdU标记的阳性细胞数目明显高于对照组。用RT-PCR的方法发现低氧环境中培养的神经前体细胞中HIF-1a的表达明显增多。将在低氧环境中增