本发明属于细胞生物学领域，涉及一种模拟体内微环境的干细胞培养体系及用途；本发明利用琼脂糖构建三维支架材料，模拟体内微环境动态培养干细胞，使干细胞维持自我更新、增殖、归巢及向内皮细胞定向分化。本发明还比较二维培养及三维干细胞在正常及低氧环境下的生物学功能差异，利用EGFP基因示踪的方法和成像技术，体内移植修复Apo E基因敲除小鼠内皮损伤，从多能转录因子表达、生长因子分泌、细胞外基质成分、细胞膜内信号分子活化等多个方面，测定三维干细胞维持自我更新、增殖、归巢及向内皮细胞定向分化的遂平。本发明能用于血管损伤修复中，以及为干细胞疗法促进损伤血管的早期再内皮化的应用奠定理论基础及实验依据。