类器官、外泌体、软骨研究-应用案例
《Nature》丨空军军医大学张丰教授团队揭示软骨耐受缺氧的新机制：血红蛋白小体维持供氧稳态
发布时间：2026-02-05
2023年10月，军事科学院军事医学研究院孙强研究员团队和空军军医大学张丰副教授团队发表题为“An extra-erythrocyte role of haemoglobin body in chondrocyte hypoxia adaption”的研究论文。文章通过细胞生物学观察、基因敲除实验、缺氧调控分析及代谢通路检测，探究红细胞外血红蛋白在软骨细胞中的功能及作用机制，发现软骨细胞可大量合成血红蛋白并形成无膜凝聚体 Hedy（血红蛋白小体），该结构通过相分离形成，其合成受缺氧调控且依赖 KLF1 通路；敲除软骨细胞血红蛋白后，Hedy 消失，软骨组织中心出现严重缺氧、糖酵解增强及细胞大量死亡，证实 Hedy 在缺氧条件下可为软骨细胞提供氧气。该研究首次揭示了血红蛋白在软骨细胞中的红细胞外生理功能，阐明了软骨细胞通过 Hedy 适应缺氧环境的全新机制，为软骨组织缺氧耐受及相关疾病研究提供了新的理论依据。
人体软骨组织处于缺氧微环境，文章将软骨组织在 1% O₂的低氧环境下培养 3~6 天，将原代软骨细胞在 1% O₂的低氧环境下培养 48~72 小时，进行相关缺氧调控分析实验。本研究证实，软骨细胞在低氧环境刺激下，会大量合成血红蛋白，并在细胞质内形成无膜结构聚集体Hedy）；这一过程对于无血管胎儿软骨生长板中的软骨细胞，在低氧环境下存活具有关键作用。
软骨细胞的缺氧适应机制（如血红蛋白合成、Hedy 聚集体形成）对氧环境变化极为敏感，若低氧条件不稳定，可能导致细胞应激反应异常，干扰实验结果的真实性。迈沃德 低氧工作站/低氧培养箱通过高精度气体控制与实时监测系统，确保低氧环境的持续稳定，为解析低氧调控软骨细胞存活的分子机制研究提供了可靠的实验平台保障。
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