人的生存離不開(kāi)氧氣。如果你感覺(jué)很長(zhǎng)一段時(shí)間里整天無(wú)精打采、昏昏欲睡，在排除睡眠不足的因素外，那么你有可能是血液中缺氧了。血液除了能在身體內(nèi)流動(dòng)，攜帶能量、廢物等，最主要的功能就是攜帶氧氣，這是它的基本功能之一。如果血液缺氧，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)導(dǎo)致器官病變，最常見(jiàn)的就是心梗、腦梗等。近年來(lái)，低氧(Hypoxic)于生物機(jī)體及細(xì)胞的生理作用及其分子機(jī)制研究越來(lái)越受到醫(yī)學(xué)科研學(xué)者的關(guān)注。

低氧培養(yǎng)的適用研究領(lǐng)域

近30年來(lái)與“低氧誘導(dǎo)”相關(guān)的文章統(tǒng)計(jì)(此項(xiàng)數(shù)據(jù)來(lái)源于Pubmed數(shù)據(jù)庫(kù))

細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細(xì)胞缺氧是缺血缺氧性疾病發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以建立細(xì)胞缺(低)氧模型是從細(xì)胞水平及分子水平動(dòng)態(tài)研究該類疾病的重要方法。目前，已經(jīng)建立了許多細(xì)胞缺氧模型，為缺血缺氧性疾病的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

下面，介紹一下體外培養(yǎng)細(xì)胞缺氧模型的方法。

正常情況下，細(xì)胞體外培養(yǎng)需5%CO2與95%空氣環(huán)境，然而，降低培養(yǎng)環(huán)境的氧分壓或使細(xì)胞用氧障礙可以造成缺氧狀態(tài)，目前常用的缺氧方法有物理性缺氧法和化學(xué)性缺氧法。

物理性缺氧法   通過(guò)降低培養(yǎng)環(huán)境的氧分壓造成細(xì)胞缺氧性損傷，類似于體內(nèi)發(fā)生的低張性缺氧。

缺氧培養(yǎng)系統(tǒng)

化學(xué)性缺氧法   在培養(yǎng)基中加入化學(xué)物質(zhì)，造成細(xì)胞用氧障礙或使培養(yǎng)基內(nèi)的氧氣耗盡，如在培養(yǎng)基內(nèi)加人cyanide、連二亞硫酸鈉等。化學(xué)缺氧模型制備簡(jiǎn)單，但由于添加的物質(zhì)可能會(huì)改變培養(yǎng)基的化學(xué)成分，且添加劑本身對(duì)細(xì)胞有損傷作用，增加了實(shí)驗(yàn)的混雜因素，需慎重選用。Cyanide中的氰離子(CN- )可迅速與細(xì)胞內(nèi)氧化型細(xì)胞色素氧化酶的三價(jià)鐵結(jié)合形成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶，使之不能還原，電子傳遞中斷，造成細(xì)胞用氧障礙；Cyanide還阻斷線粒體氧化磷酸化，抑制細(xì)胞色素C氧化酶，呼吸鏈中斷，引起組織性缺氧。連二亞硫酸鈉又稱保險(xiǎn)粉，為氧結(jié)合劑，可在短時(shí)間內(nèi)結(jié)合液體培養(yǎng)基內(nèi)的氧氣，造成細(xì)胞低張性缺氧。還有用其他化學(xué)物質(zhì)如氧化鈷制作缺氧模型的。

聯(lián)合缺氧法   2種或2種以上方法聯(lián)合使用可使細(xì)胞缺氧更為明顯。例如：在培養(yǎng)基中添加連二亞硫酸鈉，然后，將細(xì)胞放入95%N2+5%CO2密閉容器中，連二亞硫酸鈉已使培養(yǎng)基內(nèi)氧氣耗盡，再置入無(wú)氧外環(huán)境即可造成穩(wěn)定的細(xì)胞缺氧。

常用于缺氧培養(yǎng)的細(xì)胞(舉例)

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