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目的:脊髓缺血再灌注损伤(spinal cord ischemia-reperfusion injury,SCII)是胸腹主动脉瘤和主动脉夹层手术的一种继发性损伤,手术过程中暂时或永久性脊髓缺血所导致的截瘫或轻瘫是手术后难以预测和最为严重的并发症之一。据统计胸主动脉瘤修补术(TEVAR)和胸腹主动脉瘤修补术后脊髓缺血及其导致的截瘫的发生率在2.5%到8%之间。预防和治疗缺血性脊髓损伤是大血管外科急需解决的难题之一。外泌体在细胞间通讯中发挥着不可替代的作用,可通过其携带的蛋白质、核酸、脂类等来调控受体细胞的生物学活性。星形胶质细胞通过多种途径释放神经营养因子等信号分子与中枢神经系统的其他细胞相互作用,对维持中枢神经系统的稳态起重要作用。本研究体外培养大鼠星形胶质细胞,给予缺氧预处理并提取其外泌体,鞘内注射至大鼠脊髓缺血再灌注损伤模型,观察缺氧预处理的星形胶质细胞外泌体对脊髓缺血再灌注损伤的保护作用,为提高脊髓保护效果提供新的手段。研究方法:体外培养大鼠脊髓星形胶质细胞,分别以正常条件培养和给予缺氧预处理,收集细胞上清后通过超速离心法提取其外泌体,透射电镜观察外泌体的大小及形态,wsstern-blot测定外泌体标记蛋白。建立大鼠脊髓缺血再灌注损伤模型,于左锁骨下动脉起始部远端夹闭胸主动脉14min,选取健康雄性SD大鼠随机分为4组,每组15只:Sham组、Control组、Exo组、IPC-Exo组,Sham组仅开胸不进行脊髓缺血,其余各组术前2天分别鞘内注射PBS(10uL)、正常条件培养的星形胶质细胞外泌体(10uL,2mg/mL)、缺氧预处理的星形胶质细胞外泌体(10uL,2mg/mL)。术后6小时检测脊髓组织中Bax、Bcl-2和cleaved Caspase-3的表达情况;分别于术前,再灌注1天、2天、7天对各组动物进行后肢运动功能评分;最后一次行为学评估后处死大鼠取L4-6脊髓组织,进行尼氏染色评估脊髓组织病理损伤情况。结果:大鼠脊髓星形胶质细胞经过培养、传代,胞体发出许多长而分支的突起,光学显微镜下观察细胞形态规则、大小均匀。外泌体于透射电镜下可见为直径40-160nm间的微囊泡,呈圆形或椭圆形,westernblot检测均表达表面标记蛋白CD9、CD81。与Sham组相比,其余各组胸主动脉阻断后近端和远端动脉压均明显降低(P<0.05);相比于Control组,Exo组及IPC-Exo组的大鼠运动功能评分均降低(P<0.05),其中IPC-Exo组的运动功能评分最低。术后脊髓组织尼氏染色显示,Exo组、IPC-Exo组与Control组相比,脊髓灰质内存活的神经元数目显著增多(P<0.05),其中IPC-Exo组神经元数目最多。术后6小时通过Western Blot检测,Exo组及IPCExo组相较于Control组Bcl-2表达水平明显增高(P<0.05),其中IPC-Exo组高于Exo组;Bax、cleaved Caspase-3表达水平明显降低(P<0.05),IPC-Exo组低于Exo组。结论:本实验通过建立一种方便经济的大鼠脊髓缺血再灌注损伤模型,模拟手术中发生的脊髓缺血,证实大鼠脊髓星形胶质细胞外泌体在脊髓缺血再灌注损伤中具有保护作用,而进行缺氧预处理的星形胶质细胞外泌体能够增强保护作用,其机制可能与抑制脊髓缺血后的神经元凋亡有关,这为提高脊髓保护效果提供了一种新的手段。