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目的:本研究旨在探讨中药补骨脂单体药异补骨脂素刺激骨髓间充质干细胞(BMSCs)后分泌的外泌体对成骨细胞前体细胞(MC3T3-E1)增殖和分化的影响,以及调控骨代谢的机制。方法:(1)采用贴壁、传代培养的方法将BMSCs细胞进行大批量培养,用不同浓度补骨脂单体药异补骨脂素(IP)刺激培养BMSCs,分为NC、10-8mol/milIP、10-10mol/mlIP三组;(2)收集BMSCs细胞上清通过超高速差速离心提取不同组别的外泌体(NC-exo、10-8mol/mlIP-exo、10-10mol/mlIP-exo),透射电镜观察外泌体形态、蛋白印迹法检测其表面特异标记物CD63、CD44、CD29,BCA方法定量检测外泌体蛋白含量,Nano Sight(NTA)检测技术对外泌体进行粒径分析;(3)结合前期circRNA芯片结果,筛选出显著差异表达并具有mm9保守序列的circ8604;(4)BMSCs来源的外泌体与MC3T3-E1细胞共培养,CCK-8实验检测MC3T3-E1细胞的增殖活性,qRT-PCR检测外泌体与MC3T3-E1共培养以及诱导成骨分化期间成骨分化相关的标记基因ALP、Runx2、OPG、BMP2等mRNA和circ 8604的表达;(5)生物信息学分析预测circ8604的靶miRNAs及靶miRNA的靶基因。qRT-PCR初步验证外泌体与MC3T3-E1共培养后成骨分化期间靶miRNA及对应靶基因的表达。结果:BMSCs来源的外泌体在透射电镜下可观察到典型的杯状囊泡的外泌体特征性形态。表达外泌体表面标记物CD63,而且含有BMSCs来源的外泌体特有的表面标记物CD44、CD29。NTA检测结果也表明提取的外泌体直径在200nm以内,符合研究所涵盖的外泌体直径大小。与MC3T3-E1组相比,高浓度异补骨脂素组外泌体能够抑制MC3T3-E1的增殖活性;成骨分化相关的基因OPG、ALP、Runx2、BMP2 mRNA在外泌体刺激后表达均上调;而且在高浓度异补骨脂素组外泌体刺激后上调更明显;在BMSCs外泌体与MC3T3-E1细胞共培养而且诱导成骨分化期间,成骨表型基因OPG、ALP、Runx2、BMP2在外泌体刺激组中均呈现上调趋势,而且circ 8604在高浓度异补骨脂素组外泌体刺激MC3T3-E1后表达上调而靶miR-26b-3p则呈现下调趋势而且靶基因ER α、GDF11、TGFBR1表达则上调,茜素红染色均见红色钙化结节的沉积。结论:BMSCs源性外泌体可以促进MC3T3-E1成骨分化过程中成骨分化表型ALP、Runx2、OPG、BMP2等mRNA的表达,而且在高浓度异补骨脂素组外泌体刺激后上调更明显;circ 8604在高浓度异补骨脂素组外泌体刺激MC3T3-E1后表达也上调,其靶miR-26b-3p表达则下调,而靶基因ERα、GDF11、TGFBR1的表达上调。BMSCs来源外泌体调控MC3T3-E1增殖与成骨分化。我们推测,适宜浓度(10-8mol/ml)异补骨脂素刺激后BMSCs来源的外泌体可能是通过circ8604/miR-26b-3p/ER α调控轴影响MC3T3-E1的成骨分化,进而调控骨代谢,影响骨质疏松症的发生发展、预防与治疗。