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背景与目的:脑缺血性损害可引起认知功能障碍,表现为进行性的记忆减退、执行功能受损、注意力降低等,可能与神经血管单元功能失调、神经炎症和氧化应激反应、小胶质细胞的过度活化等因素密切相关。糖尿病（diabetes mellitus,DM）可增加脑缺血后认知障碍的发病率。DM患者脑缺血后认知障碍不仅严重损害患者的身体健康和生活质量,而且给家庭和社会带来了沉重的负担,但目前其发生机制仍未完全阐明,也缺乏有效的治疗策略。海马组织是调控认知功能的重要结构,而海马区神经干细胞（Hippocampal Neural stem cells,h NSC）在维持正常的海马结构与功能中发挥着关键性作用,促进内源性h NSC的神经再生被认为是治疗海马相关性认知障碍的有效策略。干细胞分泌的外泌体（Exosome,Exo）是干细胞发挥其治疗功能的重要媒介。来源于诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells,i PSCs）分化来的间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSC）（iMSC）的外泌体（iMSC-Exo）已被证实具有促进血管新生、皮肤愈合的作用,但是否具有促神经再生功能目前未见报道。在本项研究中,我们首先通过制作糖尿病小鼠的短暂性全脑缺血模型（t GCI/R）来模拟DM小鼠的脑缺血性损害,并探究小鼠认知功能和h NSC神经再生功能的变化及相关性。随后深入探究iMSC-Exo促进DM小鼠脑缺血后h NSC增殖和神经再生,以改善认知障碍的功能和相关机制。方法:1、构建小鼠的糖尿病模型,进而构建糖尿病小鼠的短暂性全脑缺血模型（DM-t GCI/R）。通过Morris水迷宫检测不同组小鼠认知功能;Western blot检测不同组小鼠海马组织内突触可塑性相关蛋白（SYP、Gap-43）的表达水平;免疫荧光染色检测不同组小鼠海马区h NSC数量及新生神经元数量;提取不同组小鼠h NSC检测其体外增殖与神经元定向分化功能。2、体外培养i PSCs,并将其诱导分化为iMSC,超速离心法提取iMSC-Exo并进行鉴定。iMSC-Exo或PBS干预不同组小鼠后,通过Morris水迷宫检测不同组小鼠认知功能;Western blot检测不同组小鼠海马组织内SYP、Gap-43的表达水平;免疫荧光染色检测不同组小鼠海马区h NSC数量及新生神经元数量;提取不同组小鼠h NSC检测其体外增殖与神经元定向分化功能。3、q PCR对iMSC-Exo内进化保守性基因间长链非编码RNA（Long intergenic noncoding RNA,Linc RNA）进行检测,确定表达量最高的进化保守性Linc RNA;构建正常表达水平目标Linc RNA和低表达水平目标Linc RNA的iMSC-Exo,并体外干预自DM-t GCI/R小鼠中提取的h NSC,检测不同组h NSC的体外增殖与神经元定向分化功能。通过转录组测序、q PCR和Western blot筛选并确定iMSC-Exo转运目标Linc RNA促进DM-t GCI/R小鼠海马区神经再生和认知功能恢复的分子机制。结果:1、DM-t GCI/R小鼠认知功能与海马区神经再生的变化:（1）Morris水迷宫显示DM-t GCI/R小鼠的空间学习和记忆能力较单纯DM或单纯t GCI/R小鼠明显下降;Western blot结果显示SYP、Gap-43在DM-t GCI/R小鼠海马组织内的表达水平明显低于单纯DM或单纯t GCI/R小鼠。（2）免疫荧光结果显示DM-t GCI/R小鼠海马区h NSC数量和新生神经元数量较单纯DM或单纯t GCI/R小鼠明显减少。（3）免疫荧光结果显示提取自DM-t GCI/R小鼠海马区h NSC体外增殖和神经元定向分化能力明显弱于单纯DM或单纯t GCI/R小鼠。2、iMSC-Exo促进海马区神经再生改善DM-t GCI/R小鼠认知障碍:（1）超速离心法提取iMSC-Exo,透射电子显微镜观察到iMSC-Exo呈圆盘状,杯口状;Western blot结果显示iMSC-Exo表达CD63和TSG101,不表达GM130和β-actin。纳米流式结果显示iMSC-Exo的直径为78.3±15.7 nm。（2）Morris水迷宫显示iMSC-Exo干预可提高DM-t GCI/R小鼠的空间学习和记忆能力;Western blot显示iMSC-Exo干预可提高DM-t GCI/R小鼠海马组织内SYP、Gap-43的表达水平。（3）免疫荧光结果显示iMSC-Exo干预可提高DM-t GCI/R小鼠海马区总h NSC数量和新生神经元数量,以及增殖的h NSC数量和新生神经元数量。（4）免疫荧光结果显示iMSC-Exo干预可提高DM-t GCI/R小鼠海马区h NSC体外增殖和神经元定向分化能力。3、iMSC-Exo转运Linc-OTX2调控Fox O6-Rictor-AKT促进H-NSC的神经再生:（1）q PCR结果显示iMSC-Exo内Linc-OTX2表达水平最高,且可被iMSC-Exo转运到h NSC内,提高h NSC内Linc-OTX2的表达水平。（2）免疫荧光结果显示iMSC-Exo可通过转运Linc-OTX2促进DM-t GCI/R小鼠海马区h NSC的增殖和向神经元定向分化。（3）转录组测序、q PCR、Western blot等实验显示iMSC-Exo通过转运Linc-OTX2至h NSC内,可依次激活Fox O6、Rictor和P-AKT的表达水平。结论:1、DM小鼠经历脑缺血性损伤后的认知障碍程度严重高于非糖尿病小鼠经历脑缺血性损伤后,这与海马区h NSC数量严重减少和神经再生功能严重减弱密切相关。2、iMSC-Exo具有促进DM小鼠在经历脑缺血性损害后的海马区h NSC的增殖和神经再生,进而改善认知障碍的功能。3、iMSC-Exo内含有多种进化保守性长链非编码RNA（Linc RNAs）,其中Linc-OTX2的含量最高。4、DM小鼠经历脑缺血性损伤后h NSC神经再生能力下降与细胞内Fox O6表达下降,进而引起Rictor和P-AKT表达减少密切相关。5、iMSC-Exo通过转运Linc-OTX2至h NSC内,依次激活Fox O6、Rictor和P-AKT,进而促进DM小鼠在经历脑缺血性损害后的海马区h NSC的增殖和神经再生。