Stem cells:间充质干细胞不能适应低糖环境,细胞内糖储量迅速耗竭,可解释为何移植后间充质干细胞存活率低。

2018-01-15 MedSci MedSci原创

间充质干细胞(MSCs)在组织工程(TE)中具有相当大的潜力。但是,进行外源性干预时存活率低,限制了MSCs的治疗潜力。既往研究表明葡萄糖(glc)缺乏(缺氧不是)对人类MSCs来说是致命的,因为在人类MSCs(hMSCs)移植过程中,葡萄糖充当其促存活和促血管生成分子。但,目前尚不明确移植过程中MSCs通过哪条能量代谢途径来代谢glc,是否存在可代替glc的能量营养?更重要的是,hMSCs内是否

间充质干细胞(MSCs)在组织工程(TE)中具有相当大的潜力。但是,进行外源性干预时存活率低,限制了MSCs的治疗潜力。既往研究表明葡萄糖(glc)缺乏(缺氧不是)对人类MSCs来说是致命的,因为在人类MSCs(hMSCs)移植过程中,葡萄糖充当其促存活和促血管生成分子。

但,目前尚不明确移植过程中MSCs通过哪条能量代谢途径来代谢glc,是否存在可代替glc的能量营养?更重要的是,hMSCs内是否有储备glc以确保其在移植过程中存活?上述问题仍是以TE为基础的治疗方案的前沿问题。

在本研究中,研究人员首次证实hMSCs在体内存活的最适微环境是近乎缺氧(0.1% O2),而不是体外时的低氧(1%-5% O2)。在近乎缺氧的环境下,hMSCs几乎完全依赖glc,通过无氧糖酵解的方式产生ATP,并且不能利用外源性谷氨酰胺、丝氨酸或丙酮酸作为能量底物。

更重要的是,hMSCs的代谢不能适应缺乏外源性glc,而且细胞内储备的glc非常有限,几乎没有ATP储备。由于缺乏对能量周转率的下调功能,使得外源性glc水平低时会导致hMSC的能量储备迅速耗竭,这也解释了为何其存活率低。本研究结果促进了glc释放支架的发展,或可促进以TE为基础的疗法的临床应用。

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