摘要: 目的:研究低氧培养环境下人牙周膜干细胞(hPDLSCs)干性特征的改变及其对体内外成骨分化的影响。方法:常氧和低氧环境下培养hPDLSCs,通过CCK-8和集落形成实验研究其增殖能力,β-半乳糖苷酶染色检测细胞衰老情况,实时荧光定量PCR和Western blot实验检测干性相关基因性别决定区Y框蛋白2(SOX2)、八聚体结合转录因子4(OCT4)和NANOG表达水平。收集两种培养环境下的hPDLSCs上清液作为条件培养基配制成骨诱导液,在常氧环境下对hPDLSCs进行成骨诱导,利用碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色及实时荧光定量PCR实验检测成骨相关基因Ⅰ型胶原(COL-1)、骨桥蛋白(OPN)、骨钙蛋白(OCN)、Runt相关转录因子2(RUNX2)表达研究hPDLSCs体外促成骨分化能力。将两种培养环境预处理的hPDLSCs细胞膜片植入大鼠颅骨临界骨缺损,8周后取材进行显微计算机断层扫描(micro-CT)、HE染色、Masson染色、免疫组化染色和荧光染料标记新骨实验,检测hPDLSCs体内促成骨分化能力。结果:低氧环境下,hPDLSCs增殖能力增强(P<0.05),衰老水平下降(P<0.05),SOX2、OCT4、NANOG基因和蛋白表达均增强(P<0.05)。低氧培养hPDLSCs条件培养基体外促进hPDLSCs成骨分化,ALP活性增高、钙结节形成增多(P<0.05),COL-1、OPN、OCN、RUNX2基因表达升高(P<0.05)。低氧培养hPDLSCs细胞膜片植入骨缺损区后,新骨形成增多,镜下新生骨发出荧光面积更大、强度更强,大鼠颅骨骨体积分数(BV/TV)明显升高(P<0.05),HE和Masson染色观察骨缺损边缘可见大量新生骨组织,周围可见骨细胞及大量的胶原纤维。免疫组化结果显示OPN、OCN蛋白表达增高(P<0.05)。结论:在低氧环境下,hPDLSCs的干性增强,低氧预处理的hPDLSCs体内外促进细胞成骨分化。