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外泌体(Exosomes)是由细胞分泌产生的膜囊泡,负载丰富生物活性分子(protein,lipid,RNA)[1-3]。外泌体具有低免疫原性、较长的半衰期和穿过血脑屏障(BBB)的能力,能传播到体液并到达远处的组织,可以在生物标志物、治疗性载体等几个不同临床范围得到应用[4-7]。间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)可以产生大量的外泌体[8]。MSCs分泌具有强免疫调节活性的生物活性因子、抑制纤维化和凋亡,增强血管生成并促进神经元存活和分化[9],因此被大量用来进行神经修复。目前研究表明MSCs治疗效果可能主要是通过产生的外泌体发挥作用[10-13]。因此,MSCs-exosomes有望成为一种新兴的治疗工具。胎盘组织中的间充质干细胞数量较多,易于培养,而且具有大量增值的能力,并且具有产生丰富外泌体的能力,其具备临床应用价值。在本论文中,我们首先从足月胎儿胎盘组织中分离获了MSCs,并能够稳定长期传代,流式分析结果显示MSCs表达间质类细胞表面标志物CD44、CD73、CD90、CD105,而不表造血细胞表面标志物CD11b、CD19、CD44、HLA-DR,分化鉴定显示其细胞能够分化为脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞,证明MSCs具有三系分化潜能。纯化具有良好生物活性的外泌体是至关重要的,而外泌体的纯化受到培养基以及纯化方法的影响。由于血清培养基中含有大量外泌体,纯化时无法识别其外泌体来源,为了克服该问题,我们建立了MSCs无血清培养体系,该无血清培养体系能够维持MSCs的自我更新和外泌体的产生。对外泌体的纯化,本论文采用聚乙二醇沉淀和超速离心纯化外泌体,发现超速离心法获得的外泌体具有双层磷脂分子结构及直径大小在30200nm范围,50mL的MSCs条件培养基能够获得3050?g外泌体。MSCs培养在无血清培养基中,利用超速离心法能够获得大量形态结构完整的外泌体。为验证我们获得的外泌的功能,我们采用脊髓全横断的大鼠模型去检测外泌体对损伤神经的修复功能。脊髓损伤(Spinal cord injury,SCI)后导致中枢神经损伤,起严重的炎症反应、瘢痕形成[14,15],阻断神经轴突的再生,导致运动和认知功能障碍[16]。以前研究证明MSCs具有脊髓损伤修复的功能,我们猜测MSCs-exosomes可能促进SCI后功能恢复的功能。为了验证这个猜想,我们首先建立了脊髓全横断的大鼠模型,然后通过静脉注射MSCs-exosomes,利用行为学评估和免疫荧光染色来验证MSCs-exosomes在脊髓损伤中的治疗效果,结果外泌体治疗组SCI内发现有多能干细胞标记SOX2、PAX6、Nestin,新生神经元标记DCX和MAP2及成熟神经元标记TUJ1和NeuN的阳性细胞,同时BBB评分、尿斑试验结果发现大鼠后肢运动功能改善。这些结果说MSCs-exosomes能够激活内源神经干细胞,并促进分化为神经元,对SCI后功能修复发挥作用。大量研究报道神经营养因子-3(neurotrophin-3,NT3)能够激活内源神经干细胞再生及脊髓神经发生,促进轴突生长[17]。我们猜测外泌体携带NT3在SCI位点释放将来有可能进一步促进脊髓损伤的修复。为了探索这个可能,在本论文中,我们建立NT3过表达的MSCs细胞系。采用钙转法包装出过表达NT3慢病毒,在MSCs中过表达NT3。这将为我们继续研究exosomes-NT3治疗脊髓损伤作准备,为治疗脊髓损伤提供了新思路。