研究背景与目的：骨质疏松发生时伴随着间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSC)增殖能力下降，成骨分化减弱，破骨细胞活性增强。探究MSC分化的调节机制有助于促进骨组织的形成和骨质疏松的治疗。MSC许多重要的功能是通过分泌外泌体的方式进行细胞间的信息传递或远距离调节。但外泌体的分泌受微环境的影响较大，成骨诱导微环境下的外泌体可能与成骨分化联系更为密切。人类脐带间充质干细胞(Human umbilical cord mesenchymal stem cells， HucMSCs)增殖能力强，免疫原性低，具有多向分化的潜能,以及很强的免疫调节和促进组织修复再生的作用，而且HucMSC来源的外泌体对多种疾病具有治疗作用。因此，本研究通过HucMSC外泌体作用于成骨细胞和动物模型实验，阐明不同环境下HucMSC外泌体对成骨分化和骨质疏松的作用及机制。
　　方法：从脐带华通胶组织中分离HucMSC，进行培养和鉴定。HucMSC在成骨诱导分化环境下以及标准培养48h后，收集细胞上清，使用超速离心法分离外泌体，并进行电镜、粒径、Westernblot鉴定。两种外泌体，分别与成骨细胞进行共培养。观察外泌体对成骨细胞增殖分化的影响，分别进行CCK-8增殖实验、碱性磷酸酶(ALP)染色，茜素红染色。Westernblot分析相关成骨分化基因的表达情况。去除C57BL/6J品系小鼠卵巢，模拟雌激素缺乏骨质疏松模型，将两种来源的外泌体经腹腔注射入小鼠体内，6周后进行microCT分析和骨组织HE染色分析。两种来源的外泌体进行microRNA(miRNA)测序，并经过生物信息学分析，探究microRNA的变化对MSC分化相关基因通路的影响。
　　结果：HucMSC阳性表达CD73,CD90,CD105,不表达CD34,CD45,CD11b,CD19,HLA-DR。从细胞上清分离的外泌体直径大概在20-200um之间。成骨诱导分化条件下的外泌体没有促进细胞增殖的作用，但促进成骨分化的能力更强。在小鼠模型中，两种不同的外泌体对骨质疏松有一定的治疗作用，但之间没有统计学显著性差异。对比正常培养的外泌体，成骨分化下产生的外泌体miRNA表达产生了很大变化，靶基因富集在了Osteoclastdifferentiation、PPARsignalingpathway。说明外泌体的调节作用与破骨分化、脂肪分化信号通路相关。
　　结论：1.成骨分化诱导微环境可影响外泌体对细胞功能的调节作用，促进成骨分化，并且对骨质疏松有治疗作用。2.成骨分化后外泌体中miRNA靶基因预测与脂肪细胞分化和破骨分化信号通路相关3.细胞微环境的变化导致外泌体内信息物质的变化。