骨关节炎（osteoarthritis,OA）作为一种常见的退行性疾病,在老龄化加重的社会中是一个愈发严重的问题,会带来高昂的社会经济负担。OA最常受累的关节是膝关节,特征是关节软骨进行性破坏、细胞外基质丢失和进行性炎症。而Sox9对于软骨稳态必不可少,并通过谷氨酰胺代谢影响软骨的稳态,但目前并没有关于OA中谷氨酰胺代谢相关的研究,因此,本研究旨在探索Sox9借助于骨髓间充质干细胞衍生的外泌体（BMSCs-Exos）,通过调节谷氨酰胺代谢对OA的发病与进展进行相关研究,为骨关节的治疗提供新的策略。研究目的:本研究旨在探索BMSCs-Exos通过Sox9调节谷氨酰胺代谢对OA影响的相关作用机制研究。首先,探索在OA患者及OA大鼠中Sox9表达与谷氨酰胺代谢的差异。其次,探索BMSCs-Exos对OA软骨细胞中Sox9表达与谷氨酰胺代谢的影响。然后,通过细胞实验探讨转运mi R-23a的BMSCs-Exos对OA软骨细胞的影响及作用机制。最后,通过动物实验验证转运mi R-23a的BMSCs-Exos对OA大鼠的影响。研究方法:1.收集符合研究标准OA患者的基本信息、影像学资料、功能评分及膝关节软骨标本,通过q RT-PCR、WB检测OA患者膝关节软骨中Sox9、谷氨酰胺代谢及软骨细胞功能的差异。2.构建OA大鼠模型,通过跑步机测试运动能力,并通过HE及番红O固绿染色评估软骨组织损伤情况,TUNEL荧光染色检测软骨细胞凋亡,免疫组化、q RT-PCR及WB评估Sox9、谷氨酰胺代谢、软骨细胞功能及炎症反应的情况,进一步确定OA对Sox9表达、谷氨酰胺代谢及软骨细胞功能的影响。3.从大鼠股骨及胫骨中分离并培养骨髓MSCs并通过流式细胞术、电子显微镜及免疫荧光鉴定外泌体。4.构建OA软骨细胞、外泌体处理细胞和正常软骨细胞模型,通过流式细胞术、CCK-8比色、免疫荧光染色、生化试剂盒检测、q RT-PCR及WB等检测软骨细胞的Sox9的表达、谷氨酰胺代谢、细胞凋亡与增殖、细胞功能与炎症反应的情况。5.通过建立大鼠软骨细胞的c-MYC过表达细胞系,检测对OA软骨细胞中谷氨酰胺代谢及软骨细胞功能的影响。6.通过q RT-PCR检测mi R-23a等不同micro RNAs在OA大鼠软骨细胞中的表达差异,并在OA患者软骨标本中进一步验证。7.通过分别构建空白对照组、OA组及mi R-23a及Sox9的高表达及阴性对照组,通过流式细胞术、CCK-8比色、免疫荧光染色、生化试剂盒检测、q RT-PCR、WB等检测OA软骨细胞的Sox9表达、谷氨酰胺代谢、细胞凋亡与增殖、细胞功能与炎症反应的差异。8.采用ACLT大鼠OA模型,构建假手术组、OA组、OA加转运mi R-23a外泌体组及其阴性对照组,评估外泌体注射的安全性,以及外泌体治疗后大鼠运动能力,病理检测软骨损伤情况,免疫组化、q RT-PCR及WB评估Sox9表达、谷氨酰胺代谢、细胞凋亡与增殖、细胞功能与炎症反应的情况。研究结果:1.OA患者受损软骨中Sox9的表达出现下降,谷氨酰胺代谢升高,软骨细胞功能受到抑制,在OA大鼠中也得到同样的结果,还发现OA大鼠运动能力下降,软骨组织受损,软骨细胞凋亡增加,炎症反应加重。2.成功从大鼠中分离并培养骨髓间充质干细胞来源的外泌体。3.外泌体处理OA软骨细胞后可上调Sox9的表达,减少谷氨酰胺代谢,并可逆转OA软骨细胞凋亡增加及增殖减少,同时促进软骨特征性蛋白的Col II与Aggrecan表达,并减少OA软骨细胞的炎症反应。4.高表达的c-MYC增加谷氨酰胺代谢、降低软骨细胞功能。5.mi R-23a在OA患者受损关节软骨及OA大鼠软骨细胞中存在低表达。6.BMSCs-Exos可将mi R-23a递送至OA软骨细胞中。7.转运mi R-23a外泌体可上调OA软骨细胞中Sox9的表达,减少谷氨酰胺代谢、改善软骨细胞功能、逆转软骨细胞凋亡增加和增殖减少、降低炎症反应,而在沉默Sox9的表达后则会逆转这些改变。8.OA大鼠在接受转运了mi R-23a外泌体治疗后运动能力得到改善,无不良反应发生,OA大鼠受损的关节软骨得到了修复,减少了谷氨酰胺代谢,逆转了软骨细胞凋亡的增加和增殖的减少,改善了OA软骨细胞功能,并降低了炎症反应而缓解OA进展。研究结论:1.OA软骨中存在Sox9与谷氨酰胺的差异性表达。2.BMSCs-Exos可改善OA软骨细胞表型,而c-MYC阻碍外泌体对OA的治疗作用。3.mi R-23a在OA软骨中存在差异性表达,BMSCs-Exos转运mi R-23a可通过上调Sox9表达降低谷氨酰胺代谢改善OA软骨细胞功能而延缓OA进展。4.外泌体的体内注射是安全的,转运mi R-23a的外泌体治疗后可改善OA大鼠运动能力,降低谷氨酰胺代谢,促进软骨修复而延缓OA进展。图52幅,表11个,参考文献134篇