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背景:骨质疏松的形成是成骨过程与破骨过程的平衡异常所造成的,骨质的吸收大于骨的形成,最终引起骨量的减少、微细结构退化以及破坏。骨质疏松患者骨的脆性增加进而导致骨折的情况交易发生。患者发生骨质疏松性骨折合并症较多,尤其是骨缺损修复由于患者的骨质质量较差,骨组织延迟愈合,患者的恢复期所需时间较长。临床上治疗骨质疏松性骨折或者骨缺损的同时应同时重视治疗骨质疏松症,以便减少骨的丢失,促进新骨的愈合。目前可用的各种临床治疗策略用于治疗骨质疏松骨缺损,如自体骨移植,同种异体骨移植,支架材料与生长因子或细胞等的组合,但仍然没有有效的方法来解决这个问题。诱导多能干细胞的间充质干细胞来源的外泌体(hiPSC-MSC-Exos)具有诱导多能干细胞(iPSC)和间充质干细胞(MSC)的全部优点并且无免疫原性的缺点,并且研究已经证实直接移植干细胞分泌的外泌到损伤组织体内发挥的作用与移植相应的干细胞修复组织损伤的作用相似甚至效果更佳优异,然而目前还没有关于hiPSC-MSC-Exos在骨质疏松条件下增强血管生成和成骨的应用的报道。目的:本课题的目的是研究hiPSC-MSC-Exos延缓及治疗骨质疏松症,并且通过增强体内骨质疏松条件下的血管生成和骨形成能力促进骨质疏松条件下的骨再生作用,以及hiPSC-MSC-Exos在刺激骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs-OVX)的增殖和分化中的作用及其其相关机制。方法:提取及鉴定hiPSC-MSC-Exos,将不同浓度的hiPSC-MSC-Exos按照不同时间段移植入不同的事先制作好的骨质疏松的大鼠模型中,通过Micro CT以及HE组织形态学检测IPSC-MSCs-exsoms延缓骨质疏松的发生的作用。通过Micro CT检测鉴定骨质疏松大鼠模型建立成功后提取骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞,将不同分组浓度的IPSC-MSCs-exsoms刺激目的细胞,通过CCK-8方法检测IPSC-MSCs-exsoms对骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的增殖的影响,通过碱性磷酸酶(ALP)活性、实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)、western blotting方法检测其对目的细胞的成骨分化的影响;将不同分组浓度的IPSC-MSCs-exsoms移植入骨质疏松大鼠的颅骨缺损的局部,术后8周取材,通过Micro CT系统、荧光共聚焦方法、Microfil血管灌注、组织形态学分析以及免疫组化方法检测IPSC-MSCs-exsoms对骨质疏松大鼠骨缺损修复的影响。最后,通过RT-qPCR以及western blotting方法检测hiPS-MSCs-exsome对Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白以及成骨相关蛋白分子的影响。结果:(1)TRPS分析以及western blot分析结果证实我们提取的囊泡是hiPS-MSC-Exos;(2)移植IPSC-MSCs-exsoms可以明显减少骨质疏松大鼠的骨量丢失,具有拮抗骨质疏松的预防作用以及高浓度的IPSC-MSCs-exsoms效果更为明显;(3)hiPSC-MSC-Exos可以促进rBMSCs-OVX的增殖,且此效应具有浓度梯度-效应关系;(4)hiPSC-MSC-Exos可以促进rBMSCs-OVX的成骨分化,且此效应具有浓度梯度-效应关系;(5)β-TCP支架+hiPSC-MSC-Exos可以更有效地改善骨质疏松大鼠的骨缺损的新生血管生成以及新骨的再生。(6)IPSC-MSCs-exsoms可能通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进间充质干细胞成骨分化。结论:(1)IPSC-MSCs-exsoms可以明显减少骨质疏松大鼠的骨量丢失,具有拮抗骨质疏松的预防作用以及高浓度的IPSC-MSCs-exsoms效果更为明显;(2)hiPSC-MSC-Exos可以促进rBMSCs-OVX的增殖及成股份化,且此效应具有浓度梯度-效应关系;(3)IPSC-MSCs-exsoms可能通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进骨髓间充质干细胞的增殖以及成骨分化,且此效应具有浓度梯度-效应关系。