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氧气浓度控制——让细胞培养更加贴近体内环境

文/ 发布于2019-11-28 浏览次数：6515

数十年来，动物细胞培养时仅辅以CO2 浓度控制，但细胞治疗的新技术以及应用要求体外培养细胞的环境能更好地模仿机体内条件。机体内O2 浓度范围为1-14%，这一点与大气中O2 含量为20-21% 不同。培养在低氧环境下的细胞生长速度更快，寿命更长，并且表现出更低的应激反应。故优选三气培养箱，以提供完善的低氧环境，以实现细胞更快、更健康地生长。使用值得信赖的培养条件，最大化细胞培养的生成效率。

发现源于高质量的培养——更高的生物相关性
我们呼吸的空气中 O2 含量约为 21% ，但与此不同的是，人体
各组织内 O2 含量可能低至 1-2%，因此，将细胞在低氧浓度
下进行培养，能更好地模仿正常的生理条件，其细胞行为也更
能反映体内环境的变化。
人体组织 O2 浓度水平
肺 14%
动脉 12%
肝、心、肾脏 4 - 12%
眼 1 - 5%
脑 0.5 - 7%
骨髓 0 - 4%

发现源于高质量的培养——数量更多、寿命更长
研究表明，应用原代细胞进行的实验更能模仿机体内细胞反应
的情况。许多原代细胞在低氧条件下生长更快、寿命更长。


右图：与大气氧浓度（20%）条件相比，新分离的小鼠胚胎成纤维细胞在生
理氧浓度（3%）下成长速度更快。
参考：Parrinello et al. Nature Cell Biology 2003



	发现源于高质量的培养——更好的肿瘤微环境相似度
	实体瘤各处 O2 浓度呈现从外至内逐步降低的趋势，这是因为外部
	肿瘤细胞可以与富含 O2 的毛细血管接触。实体瘤中心部位极低的
	O2 浓度导致细胞坏死，这些坏死区域与肿瘤对放化疗的抗性以及
	肿瘤的持续发展相关。

	左图：实体瘤核心区域极低的 O2 浓度导致细胞坏死，这些坏死的细胞对放、化疗
	极具抗性，并与肿瘤的持续发展相关。
	参考：Brahimi-Hom et al. J Mol Med,2007

发现源于高质量的培养——更低的分化和应激反应	发现源于高质量的培养——更优的培养效果
O2 浓度是决定细胞命运的一个关键因素，并可调节应激反应	Packer 和 Fuehr 证明低氧条件下培养的细胞具有更长的寿命
标志物的表达。培养在 20% 氧浓度下的人干细胞表现出更高的	（Nature，1977）
氧化应激反应和 DNA 损伤，与此相对的是，在模仿生理氧水	“为模仿机体内环境，我们使用三气培养箱并控制 5% 的O2 浓
平的低氧环境下，这些细胞具有更长的生命周期，并且氧损	度，以此确保与机体内条件尽可能相近。细胞的一切表观遗传学信
伤、遗传不稳定以及端粒变短现象都受到很大限制。	号都准确无误。” ——干细胞研究人员（生物医学研究所）

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