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摘要研究背景及目的：<br>　　微创修复策略是治疗椎间盘退变（intervertebral disc degeneration, IDD）的一种非常有前景的方法。近年来，间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）分泌的小细胞外囊泡（small extracellular vesicles, sEVs）已被证明在保护 IDD 方面具有巨大潜力。然而，在体外实验中，MSCs通常暴露于常氧微环境中，这很大区别于体内的低氧微环境。本研究旨在探讨低氧状态下MSCs来源的sEVs（H-sEVs）对IDD的保护作用是否优于常氧状态下MSCs来源的sEVs（N-sEVs），同时探讨其分子机制。<br>　　研究方法：<br>　　首先，收集 N-sEVs 和 H-sEVs ，通过对它们形态的透射电子显微镜（transmission electron microscope, TEM）检测，对它们粒径和浓度的纳米颗粒追踪分析（nanoparticle tracking analysis, NTA）以及对它们表面标志物的蛋白质免疫印迹（western blot）检测去分析 N-sEVs 与 H-sEVs 之间的差异。并通过体内IDD大鼠动物模型和一系列体外实验（CCK8、EDU、流氏细胞术检测凋亡、western blot、细胞免疫荧光）去比较 N-sEVs 与 H-sEVs 的治疗效果；而后，通过微小RNA（microRNA, miRNA）微阵列测序分析和 qRT-PCR 筛选 N-sEVs 与 H-sEVs中的差异表达 miRNA，并通过一系列体内、体外挽救实验验证 H-sEVs 传递的miRNA在IDD中的作用；最后，通过生物信息学在线数据库、荧光素酶报告分析、qRT-PCR 和 western blot 去分析、筛选及确认 miR-17-5p 的靶基因，并通过一系列体外功能获得、功能缺失实验探索其潜在机制。<br>　　研究结果：<br>　　第一部分：两种sEVs对比结果显示，N-sEVs和H-sEVs形态和粒径大小相似，与常氧条件相比，低氧条件下MSCs能分泌更多量的sEVs，且H-sEVs相较于 N-sEVs 更容易被髓核细胞摄入。后续的体外实验结果显示，H-sEVs 相较于N-sEVs能更好的逆转髓核细胞合成-分解代谢失衡；体内实验结果显示，经sEVs的原位注射，H-sEVs相较于N-sEVs能更好地逆转髓核细胞合成-分解代谢失衡，从而能更好地延缓大鼠髓核组织内软骨样基质丢失，改善椎间盘退变。<br>　　第二部分：miRNA 微阵列测序分析及 qRT-PCR 结果显示，H-sEVs 中高表达miR-17-5p，后者可以传递至髓核细胞。后续的体外实验结果显示，H-sEVs通过传递miR-17-5p逆转髓核细胞合成-分解代谢失衡；体内实验结果显示，H-sEVs通过传递 miR-17-5p 逆转髓核细胞合成-分解代谢失衡，从而延缓大鼠髓核组织内软骨样基质丢失，改善椎间盘退变。<br>　　第三部分：靶基因验证结果显示，miR-17-5p能直接靶向TLR4的3'-UTR并调控TLR4的表达。后续的体外机制实验结果显示，H-sEVs传递的miR-17-5p通过抑制TLR4逆转髓核细胞合成-分解代谢失衡。<br>　　研究结论：<br>　　本研究发现低氧干预环境下，MSCs 来源的 sEVs（mesenchymal stem cells small extracellular vesicles, MSCs-sEVs）中高表达miR-17-5p，后者传递至髓核细胞后通过靶向抑制 TLR4 信号发挥逆转合成-分解代谢失衡的生物学作用，从而能够早期延缓髓核组织内软骨样基质丢失，最终改善椎间盘退变。这表明低氧干预是一种优化MSCs-sEVs治疗效果的有效途径，miR-17-5p/TLR4轴可能为改善椎间盘退变提供早期的治疗靶点。