目前血液来源紧张及输血相关传染病的发生使得临床输血治疗面临巨大的挑战,寻找更为安全、充足的血液来源一直以来都是输血医学研究的重要方向。干细胞技术的不断发展使得我们有可能在体外将干细胞定向诱导分化为红细胞作为血液替代来源,然而目前的技术条件下生产制备干细胞来源的成熟红细胞产品面临很多困难,而干细胞来源的红系祖细胞同样可以作为非应急性(或择期)输血的血液替代产品。本研究拟利用脐带血造血干/祖细胞作为起始细胞,体外诱导其向红系祖细胞分化,并添加小分子化合物对诱导扩增体系进行优化,初步探讨利用生物反应器规模化制备脐带血来源的红系祖细胞的技术方法。本课题研究首先建立了无血清体系中高效诱导脐带血造血干/祖细胞向红系祖细胞分化的技术方法,诱导效率超过90%,对获得的红系祖细胞进行了多方而的鉴定,并对诱导的红系祖细胞的不同分化阶段进行了动力学分析。为了进一步优化诱导扩增体系,实现规模化扩增脐带血造血干/祖细胞来源的红系祖细胞,本研究尝试在诱导扩增体系中添加一种小分子化合物“二甲基乙二酰基甘氨酸”(Dimethyloxalylglycine, DMOG),在体外模拟低氧微环境,提高红系祖细胞诱导扩增效率。在前述建立的红系祖细胞诱导扩增体系的基础上,本研究初步尝试了利用WAVE波浪式生物反应器结合Fed-batch培养模式诱导扩增红系祖细胞,力求实现体外规模化扩增脐带血造血干/祖细胞来源的红系祖细胞。这些研究结果将为最终实现脐带血造血干/祖细胞体外诱导分化为红系祖细胞作为非应急性(或择期)输血的血液替代来源奠定实验基础。图33幅,表5个,参考文献96篇。