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背景硅酸二钙（C2S）是一种具有生物活性的CaO-SiO2钙硅基材料,在骨组织工程应用中具有广阔的发展潜力。已有研究表明,与羟基磷灰石材料相比,C2S材料具有更低的促炎作用和更强的促矿化作用。目前,对此材料的研究主要集中于粉体合成、涂层、块体陶瓷等领域,其发挥生物功能过程中的分子机制研究则少见报道。信使RNA（mRNA）在干细胞成骨分化中的调控作用已被广泛研究,但C2S是否通过已明确的成骨通路发挥作用仍然未知。与此同时,随着高通量测序技术的发展,许多学者发现circRNA能促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,通过ceRNA（circRNA-miRNA-mRNA）相互作用网络发挥作用。但是,C2S介导的骨再生的分子机制尚不完全清楚,C2S对MSC中circRNA表达的影响及circRNA在骨骼再生中的作用仍然未知。因此,研究生物材料在circRNA介导的骨缺损愈合中的作用及其机理具有重要意义。目的在本研究中,我们旨在明确C2S颗粒的促成骨能力,阐明circRNA和mRNA在C2S促进成骨过程中的差异表达,构建此过程中的ceRNA相互作用网络以及探讨circ＿1983在C2S介导的骨再生中的作用机制。材料和方法1.将C2S加至小鼠骨髓间充质干细胞（mBMSC）成骨诱导过程中,通过碱性磷酸酶活性检测、茜素红染色试验、成骨相关基因及蛋白表达量的检测,以及通过大鼠颅骨缺损模型修复实验,明确C2S是否具有体内外诱导成骨的能力。2.对普通培养的mBMSC、成骨诱导培养的mBMSC以及加入C2S进行成骨诱导培养的mBMSC进行高通量测序,构建mRNA和circRNA表达谱,并筛选出差异表达的mRNA和circRNA,并对差异表达的mRNA和circ RNA宿主基因进行了GO分析和KEGG通路富集分析。对差异表达的mRNA和circRNA进行相关性分析,利用多个靶基因预测数据库预测可能与其相互作用的miRNA,构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络。3.选取差异基因Gas7的预测上游circ＿1983进行验证,qPCR法验证其相对表达量以证实测序结果的可靠性,设计特异性的背对背引物并运用Sanger测序验证引物的特异性,RNase R耐受性实验以验证circ＿1983的真实性。构建circ＿1983干扰载体,对mBMSC进行shRNA转染干扰circ＿1983表达,探索circ＿1983对C2S促进mBMSC成骨向分化表型转化的影响;最后通过检测下游靶miRNA的表达水平,判断circ＿1983可能的作用靶点,对circ＿1983在C2S促进骨再生过程中的作用机制进行初步探索。结果C2S促进了mBMSC的成骨向分化和大鼠颅骨缺损的愈合。体外实验中C2S组具有更强的碱性磷酸酶表达水平,具有更明显的促细胞矿化的能力。与对照组相比,经C2S处理的mBMSC共有3474个circRNA和6575个m RNA差异表达。成功构建了1811个mRNA-miRNA-circRNA相互作用网络。差异表达的mRNA、circRNA和ceRNA互作网络与成骨相关途径如PI3K-AKT,MAPK等通路相关。我们在C2S处理的mBMSC中观察到circ＿1983,Gas7和Runx2表达之间的关联,提出ceRNA调控网络circ＿1983–miR-6931–Gas7可调节mBMSC成骨向分化过程,成功设计circ＿1983的特异性引物,并阐明了circ＿1983的稳定性。circ＿1983的敲低下调了Gas7基因及蛋白的表达水平,并抑制了C2S诱导的mBMSC成骨分化。结论研究表明,C2S具有强大的体内体外促骨再生能力。在C2S促进成骨过程中,可引起mRNA和circRNA的差异表达,并可能通过MAPK、PI3K-AKT等信号通路参与成骨相关的生物学过程。干扰circ＿1983表达具有影响C2S诱导mBMSC成骨向分化的能力,C2S可能通过circ＿1983-miR-6931-Gas7互作网络促进成骨。