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目的:近年来研究显示逆转退变髓核干细胞再生能力是治疗椎间盘退变性疾病的关键。干细胞分泌的外泌体是植入干细胞发挥修复作用的主导物质。胚胎干细胞来源外泌体含有与其无限增殖能力相关的独特micro RNAs,蛋白质和脂质等。因此本文从细胞增殖能力,多向分化潜能及其机制等评估人胚胎干细胞来源外泌体(human embryonic stem cell derived exosomes,hESC-exos)对退变髓核干细胞再生能力的影响。方法:本实验采用酶消化法和组织块贴壁法从人退变髓核组织提取退变髓核干细胞(degenerative nucleus pulposus stem cells,D-NPSCs),培养到第三代用于实验。使用超高速离心法从人胚胎干细胞培养上清中提取外泌体;使用透射电镜,纳米粒子分析系统和免疫印迹的方法来鉴定所提取的外泌体。将得到的hESC-Exos作用于退变髓核干细胞,采用5-乙炔基-2’-脱氧尿苷标记分析(Ed U),细胞活力测定,细胞生长曲线绘制和流式细胞术检测hESC-exos对D-NPSCs增殖能力的作用,并进一步用q RT-PCR法检测干细胞多能性基因,组织干细胞相关基因和髓核干细胞相关基因的表达。此外,本研究探索了hESC-exos对D-NPSCs多向分化潜能和克隆形成能力的影响,并采用免疫荧光和免疫印迹的方法检测相关标志蛋白的表达。结果:首先,我们从人胚胎干细胞条件培养基中成功提取了hESC-exos。细胞活力检测结果显示,hESC-exos作用的D-NPSCs细胞活力明显高于D-NPSCs组。Ed U标记分析也表明hESC-exos组增殖能力显著增强;流式细胞分析显示,hESC-exos组较D-NPSCs组的细胞凋亡率更低,更多的细胞进入细胞分裂期。以上结果可以说明,hESC-exos可以显著提高D-NPSCs的增殖能力并减少细胞凋亡。同时我们的结果还显示,hESC-exos组增殖能力上调的同时伴随着成脂,成软骨分化潜能的提高。我们进一步发现hESC-exos作用后,D-NPSCs的多能性基因SOX2,髓核干/祖细胞标志性基因TIE2和组织干细胞相关基因AXIN2,LGR5表达水平显著性上调。免疫印迹的结果进一步证实了β-CATENIN,SOX2,AXIN2在蛋白表达水平上调。由此我们推测,hESC-exos可能通过激活Wnt信号通路,促进D-NPSCs去分化而上调其多能性,从而增强其再生能力。结论:hESC-exos可能通过Wnt信号通路促进髓核干细胞发生去分化,从而提高退变髓核干细胞的细胞增殖能力和多能性,进而激活D-NPSCs再生能力。本研究为开发椎间盘退变生物治疗的新模式提供了重要的实验依据。