视网膜色素变性（retinitispigmentosa,RP）是以进行性视网膜感光细胞凋亡为特征的严重致盲性眼病。由于变性的感光细胞不能再生,干细胞移植以替代变性或死亡的细胞成为目前最有前景的治疗策略。课题组及其他研究组前期研究表明,人胚胎来源的视网膜祖细胞（retinal progenitor cell,RPC）移植到RP模式动物及病人视网膜中,可以改善宿主视功能,但不持久。鉴于RP病变微环境对移植细胞的存活和功能发挥不容忽视,课题组进一步地采用骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSC）和RPC联合移植到皇家外科学院大鼠（Royal Colleag of Surgeons,RCS,一种RP模式动物）视网膜下间隙,可以明显提高移植疗效。那么,联合移植疗效的机制是什么?目前并不清楚。大量研究表明间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSC）可以分泌多种生长因子、细胞外基质成分及细胞外囊泡,其中,外泌体（exosomes）这类纳米级小囊泡携带有母细胞的功能,可在细胞间的信息传递中发挥关键作用,且BMSC具有明显的炎症调节作用。因此,我们推测,BMSC来源的外泌体（BMSC-Exos）可能对RP中与炎性微环境最相关的小胶质细胞有调节作用,进而改善RPC的存活和分化。本研究通过离体和在体实验观察BMSC-Exos对小胶质细胞和RPC的作用,明确BMSC-Exos促进RPC移植治疗RP的效应及机制。主要研究结果如下:1.hBMSC-Exos的制备及不同条件下外泌体的miRNA差异分析采用密度梯度离心法分离提取BMSC,并通过流式细胞术和诱导分化鉴定其具有典型的BMSC特征。用经典的超高速离心法获取BMSC-Exos。透射电镜观察其呈椭圆形、圆形,具有双层膜结构,纳米颗粒追踪技术（Nanoparticle Tracking Analysis,NTA）检测粒径分布在40-150nm之间,Western Blot（WB）鉴定其表面标记分子CD63、HSP70、CD9呈阳性。TNF-α预处理BMSC,细胞抗炎因子水平升高,两种条件下的外泌体进行miRNA测序分析,结果表明miR-21-5p表达水平均为最高,其他miRNA分子的类型和数量差异并不明显。2.hBMSC-Exos对小胶质细胞及hRPC的生物学特性的调控通过免疫细胞化学实验表明hBMSC-Exos被小胶质细胞内吞。进一步我们将hBMSC-Exos与lipopolysaccharide（LPS）处理的小胶质细胞系共培养;根据miRNA测序结果,选用miR-21-5p模拟物和抑制剂转染小胶质细胞,采用RT-PCR分析炎症因子TNF-α IL-1β、IL-6的基因表达变化。结果表明hBMSC-Exos和miR-21-5p激动剂均能显著抑制小胶质细胞激活引起的炎症因子的表达,而miR-21-5p拮抗剂则与之相反。将hBMSC-Exos添加到hRPC培养液中,CCK8和细胞周期实验显示hBMSC-Exos促进hRPC的增殖,RT-PCR与免疫组化结果表明hBMSC-Exos促进hRPC向感光细胞、双极细胞和节细胞分化,细胞划痕实验表明hBMSC-Exos可以促进hRPC的迁移。3.hBMSC-Exos促进hRPC移植治疗RCS大鼠的效应研究选用RCS大鼠作为RP模式动物,将hBMSC-Exos和hRPC移植到RCS大鼠视网膜下间隙,通过FERG检测发现与PBS组相比,移植组的a、b波幅值均有显著升高,与hRPC单独移植组相比,hBMSC-Exos+RPC移植组在早期就开始改善视功能且效果更为显著。通过视网膜切片染色观察到hBMSC-Exos+hRPC组对视网膜外核层的保护作用优于hRPC单独组且术后2w hBMSC-Exos+hRPC移植组就优先发挥了这一作用,免疫组化结果也显示hBMSC-Exos移植组更早更好地抑制了小胶质细胞的激活。综上,本研究揭示了 hBMSC-Exos具有明显的促进hRPC移植治疗RP的效应。其效应机制在于,一方面,hBMSC-Exos通过其包含的miR-21-5p降低小胶质细胞的激活,从而降低炎症反应,改善视网膜干细胞移植的微环境;另一方面,hBMSC-Exos促进了 hRPC的增殖、分化及迁移等生物学特征。因此,hBMSC-Exos移植可作为继干细胞移植之后的神经损伤修复的新策略,其兼有的免疫调控和神经修复有望成为临床治疗视网膜变性疾病的新途径。