骨质疏松症（Osteoporosis）是一种以骨生成和骨吸收平衡破坏为特征的慢性炎症性疾病。目前，能够引起骨质疏松发病的因素有很多，包括年龄，雌激素缺乏和炎症性疾病等。骨髓间充质干细胞（BMMSCs）作为成骨细胞和骨细胞的前体细胞，其分化能力的变化对骨的生长和发育有着至关重要的影响。因此，研究骨髓间充质干细胞在疾病中生物学行为的变化及其作用机制，提高其成骨分化的能力，对于治疗骨性疾病有着深远的意义。NDRG2属于NDRG（The N-myc downstream regulated gene）家族,是近年来越来越受到关注的一个基因，其在细胞的增殖、分化、凋亡过程中均发挥着作用，尤其在癌症发生过程中的作用被越来越多的文章报道，甚至有学者提出，NDRG2可能将会成为判断癌症预后的指标。本课题组前期研究结果和文献报道均表明，NDRG2能都调节骨早期的生长和发育，并且在正常和患有疾病的骨组织中NDRG2的表达有差异，在成骨和破骨细胞中，NDRG2的表达也不同。但是在骨质疏松疾病中，NDRG2是否调控了BMMSCs成骨成脂分化以及如何调控分化，它的表达和功能的变化是否受到其他因素的调节，以及是怎样调节的，目前还没有明确。研究NDRG2对BMMSCs分化能力的调控以及在骨质疏松疾病状态下表达和功能的异常，对于探究BMMSCs成骨分化机制以及探索新的治疗靶点具有指导意义。研究目的：1.探讨NDRG2在BMMSCs成骨分化过程中的表达；2.探讨NDRG2调控BMMSC成骨分化的机制；3.探讨NDRG2在骨质疏松疾病中表达和功能的异常及其作用机制。研究方法：1.利用密度梯度法分离、纯化、培养mBMMSCs,流式细胞技术检测细胞表面标志物，成骨成脂诱导检测mBMMSCs的分化能力，RT-PCR检测成骨成脂诱导后标志性基因的表达。2.利用RT-PCR检测NDRG2在mBMMSCs成骨成脂分化过程中表达的变化，通过慢病毒转染技术上调/下调NDRG2的表达，体外检测NDRG2成骨成脂能力的变化；ALP、茜素红和油红O观察碱性磷酸酶、钙化结节和脂滴的形成情况，RT-PCR和Western Blot检测成骨标志性基因Runx2、Osterix和PPAR的表达3.在骨质疏松疾病模型中探索NDRG2调节mBMSCs的作用机制。分离和培养正常和患有骨质疏松小鼠的BMMSCs,对两组细胞成骨成脂能力进行比较，检测两种细胞中NDRG2的表达差异。体外模拟炎症环境，检测NDRG2的表达，通过相关通路抑制剂的加入，观察成骨基因的变化，通过NDRG2的变化，寻找参与NDRG2调控BMMSCs分化的信号通路并探索其作用机制。通过慢病毒转染的方式上调/下调NDRG2的表达,检测成骨基因表达的差异以及这种差异受外界环境的影响变化。实验结果：1.通过分离培养的mBMMSCs表达间充干细胞表面标志物而不表达其他造血系干细胞标志物，成骨成长诱导分化后，ALP，茜素红，油红O染色证明其具有成骨成脂分化的能力。2.通过芯片及RT-PCR验证分析发现，NDRG2在成骨诱导以后表达升高。通过对其功能分析发现，高表达NDRG2能够抑制BMMSCs的体外成骨分化促进其成脂分化，而下调NDRG2能够促进BMMSCs的成骨分化抑制其成脂分化。3.骨质疏松小鼠（早衰性和雌激素缺乏性）的骨髓间充质干细胞与正常小鼠的骨髓间充质干细胞相比，其成骨能力下降成脂能力增加；NDRG2在骨质疏松小鼠的BMMSCs表达升高。LiCL, TNF-α抑制BMMSC的分化能力，体外环境中加入LiCL，NDRG2的表达没有明显变化；加入TNF-α，NDRG2的表达下降。通过转染NDRG2，能够逆转TNF-α对BMMSC的作用。结论：1. NDRG2能够抑制BMMSCs的体外成骨能力促进成脂能力。2. NDRG2在正常和患有骨质疏松症小鼠中的表达存在差异。3. NDRG2受TNF-α的调节，NDRG2调控BMMSCs分化的过程与NF-κB信号通路有关，与WNT信号通路无明显关系。