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目的:探讨人脐带间充质干细胞来源的外泌体(human umbilical cord mesenchymal stem cell-derived exosomes,hucMSC-Ex)在氧化偶氮甲烷(Azoxymethane,AOM)与葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium salt,DSS)联合诱导的小鼠结肠炎恶性转化中的作用,明确SUMO1介导的SUMOylation在hucMSC-Ex缓解小鼠结肠炎恶性转化过程中的作用及机制。方法:1)hucMSC-Ex的分离鉴定:分离hucMSC,从hucMSC培养上清液中提取hucMSC-Ex,使用NanoSight、透射电镜和western blot等技术进行鉴定。2)选取6周,20g左右的雄性BABL/C小鼠,随机分为Normal组、AOM/DSS组、hucMSC-Ex组。除Normal组外,其余两组采用AOM/DSS诱导小鼠结直肠癌模型,hucMSC-Ex组于造模第10天、24天、38天予以hucMSC-Ex尾静脉注射治疗,并于第70天处死所有小鼠。观察小鼠体重、粪便性状、结直肠大体观,比较各组结直肠肿瘤成瘤率及个数,苏木素-伊红染色(Hematoxylin and eosin staining,H&E)观察病理组织学评分,免疫组织化学染色(Immunohistochemistry,IHC)检测组织中SUMO1的表达,实时荧光定量聚合酶链反应(Real-time fluorescence quantification PCR,QRT-PCR)分析结直肠组织中炎性细胞因子(IL-1β、IL-6、IL-10、TNF-α)以及SUMO1及其相关分子(SENP1、UBC9、β-catenin)的表达水平,免疫蛋白印迹(western blot)检测结直肠组织中SUMO1及其相关分子(SENP1、UBC9、β-catenin)蛋白的表达水平,综合评价hucMSC-Ex对AOM/DSS诱导小鼠结肠炎恶性转化的作用。3)体外培养人结直肠粘膜细胞(FHC),通过脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)模拟炎症环境,hucMSC-Ex处理构建体外模型。将细胞分为3组:NC组、LPS组和hucMSC-Ex组,共培养12h后收集细胞,提取细胞蛋白及RNA。Western blot检测细胞中SUMO1及其相关分子的表达,QRT-PCR分析细胞中SUMO1及其相关分子的表达水平,细胞免疫荧光(Immunofluorescence,IF)检测细胞中SUMO1及其相关分子蛋白的表达水平及定位以及免疫共沉淀(Co-Immunoprecipitation,Co-IP)检测SUMO1与β-catenin结合情况。4)为明确hucMSC-Ex中何种关键分子调控SUMO1的表达,将数据库预测的能够靶向SUMO1 mRNA 3’UTR的miRNA与hucMSC-Ex miRNA测序结果交叉比对,筛选出重合miRNA。LPS诱导FHC细胞炎症环境,加入hucMSC-Ex,共培养12h后收集细胞,QRT-PCR检测FHC中筛选出的miRNA表达水平,确定miR-146a为关键分子。设计miR-146a mimics、mimics NC、inhibitor和inhibitor NC,转染FHC使其过表达或者抑制miR-146a。转染后的细胞在LPS诱导下培养48h后收集细胞,提取细胞蛋白及RNA,检测SUMO1及其相关分子的表达。结果:1)成功分离出hucMSC-Ex,直经约为100nm,表面标记表达CD63,CD9和CD81。2)成功构建AOM/DSS诱导的小鼠结直肠癌模型,AOM/DSS组可见明显的结直肠肿瘤和成瘤率。经hucMSC-Ex注射干预后,hucMSC-Ex组小鼠结直肠长度、体重变化、疾病活动指数(disease activity index,DAI)、病理组织学评分,均较AOM/DSS组有好转,肿瘤数减少,成瘤率下降。3)比较不同时间点小鼠成瘤情况,发现hucMSC-Ex在早期就抑制了炎症反应。AOM/DSS组小鼠结肠炎更为严重,结直肠肠绒毛结构更加紊乱,促炎细胞因子(IL-6、IL-1β、TNF-α)高表达,抑炎细胞因子(IL-10)低表达,以及更早出现结直肠肿瘤且成瘤率也明显上升。HucMSC-Ex组明显改善了结直肠炎症状态,显著下调促炎细胞因子(IL-6、IL-1β、TNF-α)表达和上调抑炎细胞因子(IL-10)表达。4)相对于Normal组小鼠,AOM/DSS组小鼠结直肠组织中SUMO1和β-catenin表达增高,hucMSC-Ex组小鼠结直肠组织中SUMO1和β-catenin表达水平下降,且两者之间的结合受到抑制。体外模拟细胞炎症环境,FHC细胞经LPS刺激后,相对于NC组,LPS组细胞中SUMO1表达水平增高,SUMO1与β-catenin的结合增强,经hucMSC-Ex处理后,细胞中SUMO1表达水平有所降低,SUMO1与β-catenin的结合受到抑制。5)数据库预测结果与hucMSC-Ex miRNA测序结果比对,筛选miRNA关键分子。HucMSC-Ex处理细胞发现miR-146a表达水平上升,确定其为关键分子。对FHC细胞进行转染,显示miR-146a mimics抑制SUMO1表达最为明显。结论:HucMSC-Ex通过调控SUMO1从而缓解AOM/DSS诱导的小鼠结肠炎恶性转化。