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背景:椎间盘退变（IDD）是一种与年龄相关的、慢性退行性疾病。有研究表明,环状RNA（circ RNAs）在IDD组织中广泛存在且异常表达,可能参与了IDD的病理过程,但具体的机制仍有待研究。骨髓间充质干细胞（BMSCs）具备获取方便、多向分化、再生能力强等优点,是研究治疗IDD最具代表性的细胞来源。目前的研究表明,干细胞发挥生物学功能主要是通过外泌体介导的旁分泌作用,外泌体能通过传递非编码RNA等多种活性分子参与细胞间的通信。最新的研究还发现,铁离子代谢失衡及铁死亡与髓核细胞（NPCs）氧化应激损伤有关,可能导致了IDD的疾病进展。本课题旨在研究BMSCs来源的外泌体（BMSC-Exos）能否通过调节NPCs的铁死亡来缓解IDD进展,并探究其背后的作用机制。方法:1.通过纤维环穿刺法构建小鼠IDD模型,对小鼠髓核（NP）组织进行RNA高通量测序。利用Circbank和Circinteractome数据库预测circ＿0050205下游的mi RNAs靶分子,利用RNA22数据库预测mi R-665的靶基因并进行KEGG富集分析。利用t BHP刺激NPCs构建体外IDD模型。RT-q PCR实验检测经t BHP刺激的NPCs和IDD小鼠NP组织中circ＿0050205、mi R-665和GPX4的表达情况。2.利用铁死亡抑制剂Fer-1,Lip-1和DFO预处理NPCs,后经t BHP刺激6 h或12h。CCK-8、Ed U增殖、流式细胞凋亡检测NPCs的增殖及凋亡情况,Western blot检测MMP13、ADAMTS 5、COL II和Aggrecan蛋白的表达,同时,检测NPCs内ROS和Fe2+的表达水平。明确铁死亡是否参与了氧化应激诱导的NPCs凋亡和ECM降解。利用BMSC-Exos干预经t BHP刺激的NPCs,通过上述各种实验明确BMSC-Exos能否抑制氧化应激诱导的NPCs铁死亡和ECM降解。3.通过荧光素酶报告基因、RIP和RNA pull-down实验验证circ＿0050205、mi R-665和GPX4之间的关系。分别利用Lv-circ＿0050205、sh-circ＿0050205、mi R-665 mimic、mi R-665 inhibitor、Lv-circ＿0050205+mi R-665 minic转染NPCs 12 h,后经50μM t BHP干预24 h,RT-q PCR检测相关基因的表达。接着,分别通过Lv-GPX4、BMSC-Exos-Lv-circ＿0050205+sh-NC、BMSC-Exos-Lv-circ＿0050205+sh-GPX4干预经t BHP刺激的NPCs,通过CCK-8、Ed U增殖、流式细胞凋亡及免疫荧光实验检测NPCs的增殖、凋亡和ECM的代谢情况。明确BMSC-Exos治疗NPCs氧化应激损伤的效果和作用机制。4.利用IDD小鼠模型验证BMSC-Exos的体内治疗效果,将40只C57BL/6J小鼠随机分成5组,每组各8只,实验分组如下:Control,IDD+Saline,IDD+BMSC-Exos+vector,IDD+BMSC-Exos+Lv-circ＿0050205+sh-NC,IDD+BMSC-Exos+Lv-circ＿0050205+sh-GPX4治疗组。外泌体经尾静脉注入（100μl,3μg/μL）,每周一次,连续治疗6周,术后8周取材。通过影像学检查及组织学检测（HE及油红O染色）明确椎间盘的组织形态学改变。RT-q PCR和免疫组化实验检测NP组织中相关基因和ECM代谢相关蛋白的表达。此外,检测NP组织中Fe2+的表达水平。结果:1.在IDD小鼠NP组织中存在337个circ RNAs表达上调,283个circ RNAs表达下调,其中circ＿0050205的差异化表达水平最显著。生物信息学分析发现,circ＿0050205下游存在4个mi RNAs靶点（mi R-665,mi R-1248,mi R-1272和mi R-1265）,mi R-665的靶基因为GPX4且GPX4在铁死亡调控网络中发挥重要作用。在t BHP刺激后的NPCs和IDD小鼠的NP组织中,circ＿0050205和GPX4基因表达降低,而mi R-665表达升高。2.经t BHP刺激后,NPCs的活性和增殖能力降低、凋亡增加,MMP13和ADAMTS5蛋白表达升高,COL II和Aggrecan表达降低,NPCs内ROS和Fe2+的表达水平升高。铁死亡特异性抑制剂能够阻断t BHP对NPCs的损害。以上实验结果表明铁死亡参与了氧化应激诱导的NPCs凋亡和ECM降解。BMSC-Exos治疗则缓解了氧化应激诱导的NPCs铁死亡和ECM降解。3.双荧光素酶、RIP和RNA pull-down实验结果表明,circ＿0050205、mi R-665和GPX4间存在结合位点。RT-q PCR实验发现,Lv-circ＿0050205转染NPCs后mi R-665的表达降低,敲除circ＿0050205则出现相反的结果。利用mi R-665 mimic或mi R-665inhibitor转染后,NPCs中GPX4的表达则相应降低和升高。Lv-GPX4转染减少了NPCs凋亡和ECM降解,降低了NPCs内ROS和Fe2+的表达水平。通过BMSC-Exos或BMSC-Exos-Lv-circ＿0050205治疗均能抑制NPCs铁死亡和ECM降解,且BMSC-Exos-Lv-circ＿0050205比BMSC-Exos的治疗效果更显著。而BMSC-Exos-Lv-circ＿0050205治疗sh-GPX4转染后的NPCs并不能抑制铁死亡和ECM降解。上述结果表明BMSC-Exos能通过调控circ＿0050205/mi R-665/GPX4信号轴缓解氧化应激对NPCs的损害。4.体内实验研究发现,BMSC-Exos治疗能缓解椎间盘结构的破坏、改善组织形态学表现,还能抑制NP组织中ECM的降解和Fe2+表达水平的失衡。敲除小鼠GPX4基因后,BMSC-Exos对椎间盘的保护作用消失。结论:BMSC-Exos通过传递circ＿0050205、调节mi R-665/GPX4信号轴抑制NPCs铁死亡和ECM降解,缓解IDD进展。circ＿0050205可能成为IDD治疗新的靶点。