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背景与目的:骨髓是具有造血、防御、免疫和创伤修复等多种复杂功能的内分泌器官。骨髓微环境是由多种细胞所组成的异质微环境,维持发育时期的骨形成以及成年时期的骨稳态。骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)能够分化为成骨细胞谱系、成脂细胞谱系、成肌细胞谱系和成软骨细胞谱系,以此来维持骨组织的稳态。随着年龄增长,BMSCs成骨向分化速度减慢,骨形成能力下降,同时成脂分化增强,骨髓中脂肪细胞增加,导致骨量减少,发生骨质疏松,骨折风险增大。因此,骨髓中BMSCs成脂向分化增强而成骨向分化减弱是导致骨质疏松的主要原因之一。研究骨髓微环境中BMSCs向成骨与成脂方向分化的调控及其分子机制,对于了解年龄相关骨质疏松症的发生具有重要意义,同时为治疗骨质疏松症等骨量减少和骨质破坏等疾病提供新的治疗思路。现今对于BMSCs的增龄性变化的分子机制尚未清楚,由于骨髓微环境中成分复杂,细胞间交流依赖多种媒介,而外泌体作为细胞间相互作用的重要分子,对维持骨髓微环境中骨稳态有重要作用。因此,本研究旨在探讨不同年龄小鼠骨髓来源外泌体对于BMSCs的成骨与成脂向分化的影响。方法:通过外泌体提取试剂盒提取年轻(4周龄)与年老(24月龄)小鼠骨髓来源的外泌体,通过透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)、纳米颗粒示踪分析(nanoparticle tracking analysis,NTA)与Western blot对其进行鉴定。随后,分别将上述两种外泌体加入体外培养的BMSCs中,通过ALP和油红O染色及定量分析,分别观察BMSCs的成骨与成脂向分化。进一步提取年轻及年老小鼠外泌体总RNA,通过实时定量RT-PCR方法检测与成骨成脂相关的mi RNA的表达,初步了解年轻及年老小鼠外泌体中mi RNA含量的差异。结果:TEM下显示所提取的外泌体直径在100 nm左右,呈圆形,大小均匀。NTA分析结果显示外泌体直径在30~50 nm左右。Western blot结果显示外泌体膜标志蛋白CD63表达量高。以上结果证明我们的提取物为外泌体,且浓度适宜,可用于后续实验。将年轻和年老小鼠骨髓来源的外泌体加入体外培养的BMSCs中,成骨诱导7 d、14d、21 d后,ALP染色结果显示加外泌体组与空白组相比未见明显差异。在成脂诱导7 d后,油红O染色结果显示加外泌体组比空白组脂滴形成更多(P<0.05),而加入年轻和年老小鼠骨髓来源的外泌体组之间没有明显差异。实时定量RT-PCR结果发现,与年轻小鼠骨髓来源外泌体相比,年老小鼠骨髓来源外泌体中mi R-21a-5p与mi R-214-3p的表达无明显差异,而mi R-22-3p与mi R-335-5p的表达显著增高(P<0.05)。结论:年轻与年老小鼠骨髓来源的外泌体可促进BMSCs的成脂向分化,但对成骨向分化的作用不明显。骨髓来源外泌体中的micro-RNAs可能参与了小鼠年龄相关的BMSCs的分化改变。