类器官、外泌体、软骨研究-应用案例
《 Regen Biomater》丨空军军医大学西京医院罗团队研究揭示缺氧脐带间充质干细胞外泌体负载的可注射水凝胶通过逆转髓核细胞衰老缓解椎间盘退变
发布时间：2026-02-05
2025年5月，空军军医大学西京医院罗卓荆和叶正旭研究团队发表题为“Injectable hydrogel loaded with exosomes from hypoxic umbilical cord-derived mesenchymal stem cells alleviates intervertebral disc degeneration by reversing nucleus pulposus cell senescence”的研究论文。文章通过文章以椎间盘退变的核心病理机制 —— 髓核细胞衰老为靶点，通过微小 RNA 测序明确缺氧脐带间充质干细胞来源外泌体中含功能性微小 RNA，且 p53 信号通路是其调控髓核细胞衰老的关键；为解决外泌体体内释放时间短的问题，采用甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶负载该外泌体构建缓释系统，经大鼠体内实验验证，该系统可有效修复细胞外基质降解、逆转髓核细胞衰老、延缓椎间盘退变进程。该研究构建的 “缺氧干细胞外泌体 + 水凝胶缓释系统” 治疗策略，针对性解决了传统疗法难以靶向逆转髓核细胞衰老、生物活性因子作用持续时间短的关键问题，为椎间盘退变的临床治疗提供了创新的生物制剂方案及分子机制参考。
该研究首先对脐带间充质干细胞进行常氧（21% O₂）与低氧（1% O₂）两种条件的体外培养，待细胞高密度融合后更换无外泌体血清培养基，以避免血清中外源外泌体对实验造成干扰，研究发现缺氧脐带间充质干细胞来源外泌体（hyp-UCMSC-exos）在缓解和逆转NPC衰老方面，较常氧条件下培养的UCMSC外泌体（nor-UCMSC-exos）具有更强潜力。
缺氧脐带间充质干细胞来源外泌体（hyp-UCMSC-exos）的功能活性高度依赖稳定的低氧诱导环境 —— 干细胞的缺氧应答通路激活、功能性微小 RNA 的表达及外泌体的分泌效率，均需通过精准调控氧浓度实现，而该研究核心需验证低氧条件下干细胞外泌体较常氧组（nor-UCMSC-exos）更强的髓核细胞衰老逆转潜力；迈沃德低氧培养箱和低氧工作站可通过稳定可控低氧微环境，精准复刻干细胞缺氧应答的生理状态，保障外泌体中功能性微小 RNA 的稳定表达与外泌体分泌效率，为外泌体在缓解细胞衰老修复细胞机制的研究中提供了可靠的支撑。
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