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氧是一种环境刺激及发育信号，氧能调节细胞的能量产生、生长和分化过程并调控细胞的生物学表型性状。生物经过长期进化，已形成一套完整的氧感受机制及在不同氧环境下的基因表达调控机制，对保障组织细胞的正常功能具有重要的作用。组织缺氧可以在不同的细胞类型中通过不同机制调节基因的表达产生适应性应答。树突状细胞(DCs)是体内具有最强抗原提呈功能的专职抗原提呈细胞(APC)，因此是机体免疫应答的主要启动者，在免疫应答的诱导中起关键作用。人体内胸腺、脾脏及淋巴组织均属于生理性“低氧”器官，其氧水平远低于大气氧水平，DCs在体内定居在不同的淋巴器官，氧的生理水平就是“低氧”状态。而DCs参与人体内许多的具有局部低氧特征的生理及病理生理过程(如肿瘤、自身免疫病、感染性疾病、动脉粥样硬化等)，在其分化成熟、行使功能过程中迁移至局部及次级淋巴组织，诱导产生免疫应答。DCs的低氧适应在产生的免疫应答性质、强度及在疾病发生、发展与转归中可能起重要的作用。所以研究DCs低氧适应机制对DCs生理及病理变化的基础研究及DCs应用研究等有着十分重要的意义。
一、目的：人体内是生理性低氧的微环境，免疫细胞分化发育、应答及发挥效应的过程均在低氧下发生，DCs作为专职APC在免疫应答的诱导中起关键作用，所以研究人外周血单核细胞来源的树突状细胞低氧适应机制，不仅对以往建立的体外免疫应答及调节研究模式提出了新的问题与思考，也将对肿瘤、炎症等许多疾病的发生及防治提出新的见解及研究策略。
二、方法：1.低氧环境下人外周血单核细胞来源的DCs在rhGM-CSF、rhIL-4、TNF-α等诱导下进行培养。2.在培养过程中连续观察DCs的细胞形态。3.于培养的第7天，用流式细胞仪检测不同条件下DCs的CD1a、CD14、CD86、CD83、CD80、HLA-DR、CD209的表达。4.于培养的第5天和第7天，用流式细胞仪AnnexinV/PI双参数法检测不同条件下DCs的细胞凋亡率。5.于培养的第7天，用Matrigel穿膜法检测了低氧环境对DCs迁移能力的影响。6.于培养的第5天和第7天，取低氧环境和常氧环境下的各组DCs，提取总RNA、逆转录、标记后与人表达谱基因芯片杂交。
三、结果：1.DCs在低氧和常氧环境下形态变化相同，并均观察到了具有典型细胞形态的未成熟DCs和成熟DCs。2.低氧和常氧环境下的DCs均具有典型的DCs表型，且低氧环境和常氧环境下表型无显著性差异。3.低氧环境下未成熟DCs的细胞凋亡率与常氧环境下的未成熟DCs相比无显著性差异(P＞0.05)；低氧环境下成熟DCs的细胞凋亡率与常氧环境下的成熟DCs相比无显著性差异(P＞0.05)。4.与常氧环境下的DCs相比，低氧环境下DCs穿过Matrigel膜的细胞数量明显减少(P＜0.05)。5.基因芯片杂交后，经microarraysuite5.0软件进行数据处理分析，获得了大量差异表达基因。通过对Bcl-2基因家族中BCL2、BAX、BCL2A1、BCL2L11、BCL2L13、BCLAF1、BID、BAG1、BNIP3、BNIP3L等差异表达基因的分析，结果表明在低氧环境下未成熟DCs、成熟DCs可能通过Bcl-2等抗凋亡基因的表达上调和BAX等促凋亡基因的表达下调抑制细胞的凋亡。通过对MMPs及TIMPs的基因表达变化的分析，结果表明低氧环境下DCs可能通过影响MMPs/TIMPs基因的表达平衡，从而导致其的迁移能力的降低。
四、结论：上述的研究结果发现：低氧环境不影响DCs的细胞形态、表型及其凋亡；但低氧环境可显著抑制DCs的迁移能力。表明在DCs低氧适应机制中，其可能通过调节Bcl-2基因家族中Bcl-2和BAX基因的表达平衡，从而发挥抗凋亡作用；可能通过调节MMPs/TIMPs基因的表达平衡，从而导致DCs的迁移能力的降低。因此，在设计和解释体外免疫细胞效应功能研究时，应考虑免疫细胞的低氧适应这种调节机制的影响。