目的:基因修饰的干细胞在骨再生领域具有重要意义。目前,已经证实长链非编码RNA（Long non-coding RNA,lncRNA）可以调控多种干细胞的成骨分化,但是与骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs）成骨分化相关的lncRNA的潜在功能和调节机制有待进一步阐明。本研究旨在应用高通量RNA测序（High-throughput RNA sequencing,RNA-seq）技术检测大鼠骨髓间充质干细胞（Rat bone marrow mesenchymal stem cells,r BMMSCs）成骨分化过程中lncRNA、mi RNA和m RNA的差异表达谱,生物信息学分析差异表达的分子功能及通路富集,预测竞争性内源RNA（Competing endogenous RNA,ce RNA）调控网络,筛选r BMMSCs中关键的lncRNA-mi RNA-m RNA轴,确定目标lncRNA并从细胞功能水平和动物效应水平进行验证,以此作为研究其分子调控机制的基础,进而识别lncRNA驱动下r BMMSCs成骨分化过程中的关键分子,为大段骨缺损的治疗提供分子靶标。方法:（1）第一部分:分离并鉴定r BMMSCs,普通和成骨诱导培养r BMMSCs以制备样本;采用RNA-seq技术探索r BMMSCs 14天成骨分化的lncRNA、mi RNA和m RNA表达谱;结合生物信息学分析筛选潜在的lncRNA-mi RNA-m RNA互作网络;基因本体论（Gene ontology,GO）分析和京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）途径分析富集潜在功能;实时定量逆转录-聚合酶链反应（Real-time quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,q RT-PCR）验证3个lncRNA、3个mi RNA和3个m RNA,构建关键的lncRNA-mi RNA-m RNA轴并富集相关通路。（2）第二部分:筛选lncRNA Tug1作为研究目标,q RT-PCR验证其在成骨诱导不同阶段的表达;构建干扰lncRNA Tug1表达的慢病毒载体,摸索最佳转染条件;流式细胞术和激光共聚焦检测转染效率,q RT-PCR筛选最佳干扰靶点;分别构建干扰lncRNA Tug1表达、阴性对照和空白对照的r BMMSCs模型,采用CCK-8实验、划痕实验、ALP染色及活性检测、茜素红染色及半定量分析、Von Kossa染色、q RT-PCR和Western blot等技术研究lncRNA Tug1表达的抑制对r BMMSCs的增殖、迁移以及成骨分化性能的影响;检测lncRNA Tug1在r BMMSCs中核/质的表达情况并探究lncRNA Tug1与rno-mi R-93-5p之间的表达关系;生物信息学分析预测两者的结合位点,双荧光素酶报告基因实验验证两者的靶向结合关系,探讨lncRNA Tug1调控r BMMSCs成骨分化的潜在机制。（3）第三部分:运用微型轨道式可延长单边外固定架构建大鼠股骨牵张成骨模型;分别将干扰lncRNA Tug1表达、阴性对照、空白对照的r BMMSCs在牵张期结束时局部注射至对应组别大鼠股骨的牵张间隙,通过X-ray、Micro-CT、HE染色、Von Kossa染色、Masson Trichrome染色和免疫组化染色评价不同矿化时间各组大鼠股骨牵张区新骨再生的情况。结果:（1）第一部分:r BMMSCs表面抗原CD29、CD44呈阳性,CD34、CD45呈阴性,具备多向分化潜能;RNA-seq获得r BMMSCs成骨诱导14天lncRNA、mi RNA和m RNA的差异表达谱,共有1524个差异表达的lncRNA（812个上调和712个下调）,91个差异表达的mi RNA（30个上调和61个下调）,2453个差异表达的m RNA（1272个上调和1181个下调）;以10个上调表达的lncRNA作为线索,筛选出21个下调表达的mi RNA和650个上调表达的m RNA,分别构建了49对lncRNA-mi RNA和1515对mi RNAm RNA互作网络;GO分析显示,在细胞成分和分子功能中,最重要的富集条目分别是“细胞质”和“蛋白质结合”,并且“细胞增殖”、“伤口愈合”、“细胞迁移”、“成骨细胞分化”、“细胞外基质合成”和“低氧应答”等与成骨分化紧密相关的生物学过程也被富集;KEGG分析显示,差异表达的基因主要富集在“PI3K-Akt信号通路”、“干细胞的多能性调节”、“c GMP-PKG信号通路”、“轴突导向”和“钙信号通路”;q RT-PCR验证lncRNA Tug1、lncRNA AABR07011996.1、rno-mi R-93-5p、rno-mi R-322-5p、Sgk1和Fzd4的结果与测序结果相一致;基于验证结果,构建了4条lncRNAmi RNA-m RNA交互网络,富集的途径与“PI3K-Akt信号通路”、“干细胞的多能性调节”和“Wnt信号通路”密切相关。（2）第二部分:筛选lncRNA Tug1作为研究目标,lncRNA Tug1在r BMMSCs成骨分化不同阶段表达水平的差异以第14天的最为显著（P＜0.001）,其次是第21天（P＜0.01）和第7天（P＜0.05）;成功的构建了lncRNA Tug1 RNAi慢病毒载体,以MOI=80、感染增强液A和感染增强液P的联合使用作为最佳转染方案;检测转染效率可达70%~80%,筛选出sh-lncRNA Tug1-2组具备最优的干扰效果以构建稳定的抑制lncRNA Tug1表达的r BMMSCs模型;抑制lncRNA Tug1的表达显著降低了r BMMSCs的增殖活性、迁移能力、ALP活性、钙盐沉积量以及ALP、Osx、OPN、BMP-2的表达水平（P＜0.05）;lncRNA Tug1在r BMMSCs的核/质中均有表达,以细胞核的表达相对更高;当下调lncRNA Tug1后,rno-mi R-93-5p的表达上调;双荧光素酶报告基因实验结果显示,与lncRNA Tug1-WT+rno-mi RNC组相比,lncRNA Tug1-WT+rno-mi R-93-5p的双荧光素酶活性显著降低（P＜0.001）。（3）第三部分:成功的构建了大鼠股骨牵张成骨模型;大鼠股骨牵张区局部注射抑制lncRNA Tug1表达的r BMMSCs相对于注射正常lncRNA Tug1表达的r BMMSCs减慢了牵张区骨组织的矿化速度,延迟骨的愈合进程。结论:（1）基于RNA-seq和生物信息学分析,筛选并初步验证3个lncRNA、3个mi RNA和3个m RNA,构建lncRNA-mi RNA-m RNA互作网络并富集相关通路,为筛选lncRNA靶标、研究其功能和调控机制提供参考。（2）筛选出最佳干扰lncRNA Tug1表达的慢病毒载体,成功的构建了抑制lncRNA Tug1表达的r BMMSCs模型,为体外功能实验的实施奠定了基础。（3）抑制lncRNA Tug1的表达减弱了r BMMSCs的增殖活性、迁移能力和成骨分化性能。（4）lncRNA Tug1与rno-mi R-93-5p具有负向表达关系和靶向互作关系,lncRNA Tug1可能通过吸附rno-mi R-93-5p调控r BMMSCs的成骨分化过程。（5）运用微型轨道式可延长单边外固定架成功的建立了合理的、操作易行的、可重复的大鼠股骨牵张成骨模型,为进一步探索促进动物模型大段骨缺损修复重建的方法奠定了坚实的基础。（6）抑制lncRNA Tug1的表达减慢了牵张成骨过程中骨组织的矿化速度,不利于骨的形成。