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目的:探讨间充质干细胞外泌体对低氧条件下小鼠胰岛细胞(β-TC-6、MS-1)凋亡及胰岛内皮细胞(MS-1)血管生成的影响。方法:间充质干细胞低氧培养48 h后,超滤离心法富集条件培养基中的外泌体,采用透射电镜和Western Blot等方法进行进一步的鉴定;β-TC-6、MS-1细胞中加间充质干细胞外泌体后于常氧(NOR组,21%O2、5%C02)、低氧(HYP组,2%02、5%CO2)条件下培养24 h或72h后,分别采用CCK-8检测细胞增殖活性,Annexin-V流式细胞术检测细胞凋亡情况,Western Blot检测凋亡相关蛋白cleaved-Caspase3、cleaved-PARP、Survivin 以及内质网应激相关蛋白 GRP78、GRP94、p-eIF2 α、CHOP等表达改变;采用成管试验比较分析各组(NOR组、HYP组、HYP+EXO组)的小管形成能力,定量PCR和Western Blot实验进一步分析3组VEGF、HIF1-α蛋白水平的表达以及mTOR信号通路激活情况。采用Graphpad Prism软件对实验数据进行统计学分析,统计方法采用t检验或SNK-q检验,P<0.05时,差异有统计学意义。结果:富集的间充质干细胞外泌体,大小为30-100 nm,均表达CD9、CD63、CD81、Flotinlin 1等外泌体标志蛋白。CCK-8检测发现低氧时β-TC-6细胞和MS-1细胞增殖活性显著低于常氧时细胞增殖活性(P<0.05)。Annexin-V流式检测结果显示低氧时β-TC-6细胞和MS-1细胞的凋亡细胞比例(18.63±0.2728、12.00±0.4933)明显高于常氧时的凋亡细胞比例(5.767±0.3180、6.533±0.2728)(t=30.71、P<0.0001,t=9.698、PP<0.001)。Western Blot检测凋亡相关蛋白及内质网应激相关蛋白,与常氧组相比,低氧组cleave-Caspase3、cleave-PARP明显增多,Survivin明显下降;低氧组GRP78、GRP94、磷酸化eIF2 α、CHOP明显升高。β-TC-6和MS-1细胞分别加外泌体干预后,均不同程度增加细胞活性、凋亡细胞比例显著降低、凋亡相关蛋白以及内质网应激相关蛋白的表达水平明显降低,差异均有统计学意义。小管形成试验结果显示,低氧促进MS-1的小管生成,HYP+EXO组形成明显的管状结构,差异有统计学意义(P<0.01)。定量PCR结果显示:MS-1细胞低氧组VEGF表达量比常氧组升高约5.3倍,低氧加外泌体组比低氧组升高约20倍,差异均有统计学意义(P<0.05)。Western Blot检测发现MSC外泌体明显提高低氧时MS-1细胞VEGF的表达水平,同时上调HIF1α的表达,增强mTOR信号分子的磷酸化。结论:低氧诱导胰岛细胞发生凋亡、胰岛细胞活性显著降低、上调GRP78、GRP94、eIF2α磷酸化及CHOP等的表达,而MSC外泌体可显著减轻胰岛细胞损伤、促进细胞存活、抑制内质网应激反应,表明MSC外泌体可能通过抑制低氧诱导的内质网应激反应来抑制胰岛细胞凋亡,促进胰岛细胞存活。MSC外泌体能促进低氧时胰岛内皮细胞小管生成,促进VEGF、HIF1α、mTOR蛋白表达上调,提示外泌体可能通过激活mTOR信号通路,上调HIF1-α和VEGF表达,促进胰岛内皮细胞血管生成。