为提高干细胞移植的成功率,研究者致力于探索BMSC在再生医学中应用的最佳条件。在体内低氧的骨髓生态位有利于BMSC干性的维持。如前所述,分化后BMSC的糖代谢转变为依赖氧的OXPHOS方式。缺氧时OXPHOS抑制,暗示微环境中的氧张力可能是BMSC分化的调控因子。事实上,缺氧对其成骨分化的影响尚存争议。有研究者称在缺氧的BMSC中检测到成骨诱导后的总矿物质沉积增加、成骨相关基因表达上调以及碱性磷酸酶活性增强,同时脂肪和软骨形成受阻。HIF-1α与OXPHOS密切相关。
 

HIF-1α敲除后BMSC表现出明显的成骨抑制。更进一步,缺氧通过STAT3/HIF-1轴调控BMSC成骨分化。此外,不同缺氧时间对BMSC分化的影响具有差异性。3d的短期缺氧处理具有促成骨作用,而长达21d时则使其成骨活性显著降低。然而,Burian等发现在常氧条件下分化时,BMSC显示出较高的成骨分化潜能。这些相反结果的产生可能是由于细胞来源、培养条件和评估方法不同导致的。目前大多数学者认为缺氧促进BMSC成骨分化,但是其中的具体机制仍需深入研究。
 

出自《线粒体与骨髓间充质干细胞成骨分化关系的研究进展》作者李晨 甘雪琦.