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骨质疏松症的特征是骨量低、骨组织退化和骨微结构破坏,它将导致骨折的风险增加。骨质疏松发病的根本原因在于骨髓微环境中成骨细胞介导的骨形成与破骨细胞介导的骨吸收失衡。骨髓间充质干细胞通过分化为成骨前体细胞,在骨发育、改建和再生中均发挥至关重要的作用。OGN被证明可以促进成骨前体细胞向成骨细胞分化以及促进成骨细胞成熟及骨形成,因此研究OGN在调控骨髓间充质干细胞成骨分化方面的作用具有极其重要的临床意义。骨质疏松是一种代谢性疾病,且研究表明脂质代谢紊乱造成的骨髓脂肪增多可能是导致骨髓微循环障碍和骨量减少的主要原因。脂肪酸是脂质的一个重要组成部分,脂肪酸及其氧化代谢物即类二十烷酸参与生命体内的多种生理调节过程以及疾病的进程。由于骨髓间充质干细胞成骨和成脂分化可以相互转化、相互制约,而代谢组学能直接反映体内物质的生物化学过程和状态变化,故从代谢组学角度对OGN诱导骨髓间充质干细胞成骨分化过程中类二十烷酸进行研究非常有意义。本研究首先检测了OGN在小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达情况,再观察提高OGN的表达对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响,最后基于超高效液相色谱-三重四级杆质谱平台分析提高OGN的表达对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化中类二十烷酸代谢物的影响。论文的主要内容包括:1.提取小鼠骨髓间充质干细胞,建立体外培养并进行传代,通过MTT实验和克隆集落实验证明其具有良好的增殖能力。采用成骨和成脂诱导分化培养基对其进行诱导分化,分别通过ALP染色和油红O染色验证其具有多向分化潜能。检测成骨和成脂分化中OGN和PPARγ2 mRNA的表达,发现OGN mRNA的表达只在成骨分化过程中明显升高,而PPARγ2 mRNA只在成脂分化过程中明显升高。再用罗格列酮处理小鼠骨髓间充质干细胞并进行成骨和成脂诱导分化培养,通过油红O染色和检测aP2 mRNA的表达证明罗格列酮促进成脂分化,而通过ALP染色发现罗格列酮抑制成骨分化,且OGN和PPARγ2 mRNA的表达分别呈降低和升高的趋势。这些表明OGN在小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化中发挥重要的作用。2.对OGN促进小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力进行了鉴定。将OGN基因整合到慢病毒质粒载体以转染小鼠骨髓间充质干细胞,通过茜素红和ALP染色发现转染组中钙离子的沉积和钙结节相比对照组明显增多,说明转染组的成骨分化显著增加,通过对成骨分化相关因子OGN、ALP、RUNX2、OCN、Wnt5b、破骨因子Rankl、成脂分化因子PPARγ2和aP2蛋白质和mRNA表达的检测,发现OGN转染后成骨因子表达显著升高,而破骨因子和成脂因子表达显著降低,这些都证实提高OGN的表达可以促进小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化。3.基于UPLC-QTRAP MS平台对25种类二十烷酸及10种氘代类二十烷酸进行检测,建立类二十烷酸标准曲线,证明25种类二十烷酸线性良好。再基于优化后的UPLC-QTRAP MS条件,对OGN慢病毒载体转染后的小鼠间充质干细胞在成骨诱导分化培养基中不同时间点的培养液进行了类二十烷酸分析,对提高OGN表达对小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的类二十烷酸代谢进行了初步的探索,发现DHA与AA的表达随着时间推移显著降低,推测与DHA在成骨细胞膜的生物学功能相关,以及文献中报道的AA促进间充质干细胞成脂分化相关,进一步验证了OGN促进小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的作用。