間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）因具有多向分化潛能、免疫調(diào)節(jié)能力及旁分泌作用等特性，在再生醫(yī)學(xué)、細(xì)胞治療等生命科學(xué)研究領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。而維持間充質(zhì)干細(xì)胞的干性是其發(fā)揮功能的關(guān)鍵，這對(duì)培養(yǎng)環(huán)境提出了極高要求。博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控CO?、O?濃度和溫度等參數(shù)，為間充質(zhì)干細(xì)胞營(yíng)造了接近體內(nèi)的生理微環(huán)境。

間充質(zhì)干細(xì)胞是一類(lèi)來(lái)源于中胚層的成體干細(xì)胞，可從骨髓、adipose組織、臍帶血等多種組織中分離獲得。其干性主要體現(xiàn)為自我更新能力和多向分化潛能，即能夠在體外培養(yǎng)條件下不斷增殖，且在特定誘導(dǎo)條件下可分化為骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等多種細(xì)胞類(lèi)型。然而，在體外培養(yǎng)過(guò)程中，間充質(zhì)干細(xì)胞容易受到培養(yǎng)環(huán)境的影響，出現(xiàn)干性減弱甚至喪失的現(xiàn)象，如增殖能力下降、分化潛能改變等，這極大地限制了其基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用。

傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備在環(huán)境參數(shù)調(diào)控方面存在一定局限，難以精準(zhǔn)模擬體內(nèi)微環(huán)境。隨著技術(shù)的發(fā)展，三氣培養(yǎng)箱應(yīng)運(yùn)而生，它能同時(shí)精確控制CO?、O?和溫度，為細(xì)胞培養(yǎng)提供更適宜的條件。博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱作為其中的佼佼者，憑借先進(jìn)的調(diào)控技術(shù)和穩(wěn)定的性能，在維持間充質(zhì)干細(xì)胞干性方面表現(xiàn)出色，成為生命科學(xué)研究中不可或缺的重要設(shè)備。

一、在維持間充質(zhì)干細(xì)胞干性中的作用機(jī)制

（一）低氧環(huán)境對(duì)干性相關(guān)基因表達(dá)的影響

間充質(zhì)干細(xì)胞在體內(nèi)通常處于低氧微環(huán)境中，低氧條件可通過(guò)調(diào)控干性相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)維持其干性。博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱能夠精準(zhǔn)提供低氧環(huán)境（如3%-5% O?），在這種環(huán)境下，間充質(zhì)干細(xì)胞內(nèi)的hypoxia-inducible factor-1α（HIF-1α）等轉(zhuǎn)錄因子被激活。HIF-1α可結(jié)合到多種干性相關(guān)基因（如Oct4、Sox2、Nanog等）的啟動(dòng)子區(qū)域，促進(jìn)這些基因的表達(dá)，從而維持細(xì)胞的自我更新能力和多向分化潛能。

實(shí)驗(yàn)表明，在博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱提供的適宜低氧條件下培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞，其Oct4、Sox2、Nanog等干性標(biāo)志物的表達(dá)水平顯著高于在常氧（21% O?）條件下培養(yǎng)的細(xì)胞，說(shuō)明低氧環(huán)境有助于維持間充質(zhì)干細(xì)胞的干性。

（二）穩(wěn)定pH對(duì)細(xì)胞代謝和干性的維持

穩(wěn)定的pH環(huán)境是細(xì)胞正常代謝的基礎(chǔ)，也是維持間充質(zhì)干細(xì)胞干性的重要條件。博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱通過(guò)精確控制CO?濃度，使培養(yǎng)體系的pH穩(wěn)定在7.2-7.4的生理范圍內(nèi)。當(dāng)pH發(fā)生波動(dòng)時(shí)，會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)酶的活性和代謝途徑，進(jìn)而影響細(xì)胞的增殖和分化。

在穩(wěn)定的pH環(huán)境中，間充質(zhì)干細(xì)胞的代謝活動(dòng)正常，能夠合成和分泌維持干性所需的細(xì)胞因子和信號(hào)分子，保持細(xì)胞的自我更新能力。而pH不穩(wěn)定則可能導(dǎo)致細(xì)胞應(yīng)激，促使細(xì)胞向分化方向發(fā)展，導(dǎo)致干性喪失。

（三）適宜溫度對(duì)細(xì)胞功能的保障

37℃左右的溫度是間充質(zhì)干細(xì)胞維持正常生理功能的最適溫度。博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱精確控制溫度在這一范圍內(nèi)，確保細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)能夠高效有序地進(jìn)行。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響細(xì)胞的代謝速率、蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞周期進(jìn)程。

適宜的溫度有助于維持間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖能力，使其能夠在體外持續(xù)分裂而不喪失干性。同時(shí)，正常的細(xì)胞周期也是細(xì)胞保持多向分化潛能的基礎(chǔ)，溫度異常可能導(dǎo)致細(xì)胞周期紊亂，進(jìn)而影響其干性。

二、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為驗(yàn)證博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱在維持間充質(zhì)干細(xì)胞干性方面的效果，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：選取同一來(lái)源的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，分為兩組，一組在博清生物三氣培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（實(shí)驗(yàn)組），設(shè)定CO?濃度5%、O?濃度3%、溫度37℃；另一組在普通CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（對(duì)照組），CO?濃度5%、O?濃度21%、溫度37℃。在培養(yǎng)第3代、第5代、第7代時(shí)分別對(duì)細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)。

（二）檢測(cè)指標(biāo)與結(jié)果

1、細(xì)胞增殖能力檢測(cè)

采用CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞增殖能力，結(jié)果顯示，在各代次中，實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞的增殖速率均顯著高于對(duì)照組。培養(yǎng)至第7代時(shí)，實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞的數(shù)量約為對(duì)照組的1.5倍，表明博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞具有更強(qiáng)的自我更新能力，干性得到更好維持。

2、干性標(biāo)志物表達(dá)檢測(cè)

通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞表面干性標(biāo)志物CD29、CD44、CD90的表達(dá)，RT-PCR檢測(cè)Oct4、Sox2、Nanog基因的表達(dá)。結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞在各代次中CD29、CD44、CD90的陽(yáng)性表達(dá)率均高于對(duì)照組，且Oct4、Sox2、Nanog基因的相對(duì)表達(dá)量也顯著高于對(duì)照組，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞的干性特征更明顯。

3、多向分化潛能檢測(cè)

分別對(duì)兩組細(xì)胞進(jìn)行成骨、成脂分化誘導(dǎo)。成骨分化誘導(dǎo)后，通過(guò)茜素紅染色觀察鈣結(jié)節(jié)形成，實(shí)驗(yàn)組鈣結(jié)節(jié)數(shù)量更多、面積更大；成脂分化誘導(dǎo)后，油紅O染色顯示實(shí)驗(yàn)組脂滴數(shù)量更多。這表明在博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞具有更強(qiáng)的多向分化潛能，干性得以有效維持。

三、與傳統(tǒng)培養(yǎng)設(shè)備的對(duì)比優(yōu)勢(shì)

（一）傳統(tǒng)培養(yǎng)設(shè)備的局限性

傳統(tǒng)的CO?培養(yǎng)箱僅能控制CO?濃度和溫度，無(wú)法調(diào)節(jié)O?濃度，只能在常氧環(huán)境下進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。而如前所述，間充質(zhì)干細(xì)胞在體內(nèi)多處于低氧環(huán)境，常氧培養(yǎng)會(huì)導(dǎo)致其干性逐漸喪失。此外，一些傳統(tǒng)培養(yǎng)箱在參數(shù)控制精度和穩(wěn)定性方面不足，環(huán)境波動(dòng)較大，容易對(duì)細(xì)胞造成損傷。

（二）博清生物三氣培養(yǎng)箱的優(yōu)勢(shì)

相比之下，博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱具有明顯優(yōu)勢(shì)。首先，其能夠精準(zhǔn)調(diào)控O?濃度，模擬體內(nèi)低氧微環(huán)境，有效維持間充質(zhì)干細(xì)胞的干性；其次，在參數(shù)控制精度、穩(wěn)定性和均勻性方面表現(xiàn)更優(yōu)，為細(xì)胞提供了更穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境；再次，快速的參數(shù)恢復(fù)能力減少了操作對(duì)細(xì)胞的影響；最后，可靠的滅菌功能降低了污染風(fēng)險(xiǎn)，保障了細(xì)胞培養(yǎng)的質(zhì)量。

博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控CO?、O?濃度和溫度等參數(shù)，為間充質(zhì)干細(xì)胞營(yíng)造了接近體內(nèi)的生理微環(huán)境。其憑借精準(zhǔn)的參數(shù)控制能力、快速的參數(shù)恢復(fù)能力、良好的均勻性和可靠的滅菌功能，在維持間充質(zhì)干細(xì)胞干性方面發(fā)揮了重要作用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與傳統(tǒng)培養(yǎng)設(shè)備相比，使用博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞具有更強(qiáng)的增殖能力、更高的干性標(biāo)志物表達(dá)水平和更強(qiáng)的多向分化潛能。

該培養(yǎng)箱為間充質(zhì)干細(xì)胞的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用提供了有力的設(shè)備支持，有助于推動(dòng)間充質(zhì)干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)、疾病治療等領(lǐng)域的發(fā)展。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的三氣培養(yǎng)箱有望在更多細(xì)胞類(lèi)型的培養(yǎng)及更廣泛的生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。