背景与目的间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）是起源于中胚层,具备自我复制、定向分化、调节免疫等功能一类成体干细胞。众多研究证明MSCs对于多种疾病具有一定的治疗效果。但是,众多因素包括供体年龄、身体状况、外界环境等因素均影响MSCs发挥治疗功能的生物学特性,并进一步限制了其在疾病治疗中应用。自噬是细胞维持稳态的方式,可以将细胞产生的废物如受损的细胞器、翻译结构错误的蛋白质等重复利用。外界环境对于MSCs的活性有重要的影响,如低氧、饥饿、感染等。低氧（Hypoxia）情况下,细胞内氧化应激水平提高,活性氧（reactive oxygen species,ROS）在细胞内累积可以导致细胞不可逆损伤,线粒体膜结构破坏,最终导致自噬反应及细胞死亡。越来越多的报道认为自噬是细胞在压力条件下如低氧、饥饿、感染、氧化应激等的一种细胞保护作用。在MSCs中,自噬的诱导可以抑制氧化应激,抑制饥饿、低氧造成的损伤,对干细胞是一种保护机制。ATG5是自噬过程中的关键调控分子,其敲除或敲低后能够显著抑制自噬的过程,是淋巴细胞及NK细胞等免疫细胞存活的关键基因,但其对间充质干细胞的调控作用及功能影响罕见报道。本研究观察了低氧对间充质干细胞自噬的影响及关键基因ATG5对MSCs增殖及抗氧化特性的影响,以探究ATG5调控MSCs对自噬和低氧应激环境下的作用及机制。方法我们首先选取并分离培养了3种不同组织来源的MSCs,即脐带来源间充质干细胞（UC-MSCs）,脂肪来源间充质干细胞（ADSCs）;以及腹膜后脂肪肉瘤来源的肿瘤间质细胞（mesenchymal progenitor cells,MPCs）。分析比较了MSCs鉴定的表面标志物差异,分化、增殖能力差异。通过模拟低氧环境,建立了低氧诱导MSCs自噬模型,并比较了三种细胞自噬水平的差异。进一步,我们关注自噬过程的关键影响基因ATG5,构建ATG5 Cre-LoxP系统小鼠分离了骨髓间充质干细胞（BMSCs）,通过Ad cre腺病毒感染的方法,制备了ATG5基因敲除的小鼠BMSCs,并观察了小鼠BMSCs在ATG5基因敲除条件下的细胞增殖情况。最后,通过构建ATG5高表达腺病毒,观察了高表达ATG5后,MSCs在低氧状态下的ROS产生、细胞凋亡情况、抗氧化基因的表达,检测MSC细胞内的谷胱甘肽过氧化物酶,细胞中及上清中过氧化氢酶的含量;进一步通过代谢组学测序,寻找调控ATG5的关键代谢物质。结果（1）分离的UC-MSCs,ADSCs以及脂肪肉瘤间质细胞具有相同的细胞表面标志物,脂肪肉瘤间质细胞的分化能力明显强于UC-MSCs以及ADSCs,但增殖能力弱于UC-MSCs以及ADSCs。（2）通过低氧诱导自噬,我们发现自噬相关基因ATG5,LC3,Beclin-1均可诱导上调,促进自噬的产生。比较三种细胞的自噬基因差异,发现肿瘤间质细胞在低氧条件下具有更强的自噬能力。（3）在ATG5基因敲除的BMSCs中,其增殖能力明显弱于正常BMSCs。（4）MSCs高表达ATG5后,在低氧条件下,其抗ROS产生,抗凋亡能力、羟自由基清除能力明显提高,细胞内谷胱甘肽过氧化物酶,过氧化氢酶的含量明显提高,并且能够促进部分抗氧化基因如CAT,Nrf-2,HO-1,GCLC的表达。（5）经过低氧下过表达ATG5的代谢组学测序,发现次黄嘌呤可能是ATG5调控的代谢物质。结论本文通过分离培养UC-MSCs,ADSCs以及脂肪肉瘤间质细胞,证明低氧条件可以诱导细胞自噬的产生,并且观察了低氧对MSCs自噬的影响及关键基因ATG5的表达;通过Ad cre腺病毒敲除小鼠ATG5基因证明了其是MSCs存活的调控分子;利用重组腺病毒介导的ATG5修饰MSCs,证明了ATG5高表达能够提高MSCs抗氧化应激能力并影响其代谢特性。