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骨质疏松症是一种以骨量减少,骨组织微结构被损坏,导致骨脆性增加和骨折危险性增加为特征的全身性代谢性骨病,其发生的根本原因是破骨细胞的骨吸收作用大于成骨细胞的骨形成作用。然而,存在于骨髓中的骨髓间充质干细胞是的一种多能成体干细胞,它不仅可以分化为成骨细胞,还可以分化为脂肪细胞。已有研究发现,在幼年和青少年时期,BMSCs更多分化为成骨细胞,而较少分化为脂肪细胞;但在老年阶段则相反,BMSCs更多分化为脂肪细胞,而较少分化为成骨细胞。这些研究表明,BMSCs的分化方向与骨质疏松的发生密切相关。因此,如果能有效促进BMSCs的成骨性分化或抑制BMSCs的成脂性分化就能够有效促进骨形成作用,从而达到治疗骨质疏松的效果。大量研究发现,药物可通过定向诱导BMSCs的成骨性分化过程来促进成骨细胞的骨形成作用,从而达到减缓骨质疏松的效果。目前已发现多种中药及其中药单体成分对治疗骨质疏松和提高峰值骨量具有显著效果。本实验室已证实了多种中药单体对成骨细胞活性、矿化能力和大鼠峰值骨量的提高具有显著作用,其中包括淫羊藿苷、金丝异黄铜和异补骨脂素等。木香烃内酯是从传统中药木香中提取的一种倍半萜内酯,其具有抗炎、抗癌、抗真菌等多种药理活性。已有许多报道表明,木香烃内酯具有抗氧化作用和抗炎特性,且以剂量依赖性方式抑制RANKL诱导HSCs向破骨细胞分化。已有报道,木香烃内酯能有效降低炎症信号通路NF-κB通路和激活Wnt/β-catenin信号通路。因此考虑木香烃内酯是否有促进BMSCs分化为成骨细胞的作用。本实验用木香烃内酯作为诱导剂,体外检测其对BMSCs向成骨细胞分化的诱导效果,研究木香烃内酯对大鼠骨髓间充质干细胞成骨性分化的影响,探究其在治疗和预防骨质疏松中的应用价值。现将论文报告如下:本论文采用的主要研究方法:1.采用全骨髓贴壁培养法提取分离和培养rBMSCs,通过细胞形态学观察、成骨性诱导培养9d后的ALP组织化学染色和成骨性诱导培养12d后的钙化结节组织化学染色建立起rBMSCs体外培养体系和成骨性诱导培养体系;2.比较不同浓度木香烃内酯(1×10-8mol/L～1×10-5mol/L)对rBMSCs成骨性诱导培养9d后ALP活性的影响,确定木香烃内酯成骨性诱导rBMSCs的最佳成骨诱导浓度并用于后续实验;3.通过检测最佳浓度木香烃内酯对rBMSCs成骨性诱导培养9d后ALP阳性克隆形成的影响、成骨性诱导培养12d后钙化结节阳性克隆形成的影响、成骨性诱导培养24h、48h和96h后成骨相关基因（Collagen1、RUNX2、OSX、BMP-2）m RNA表达的影响、成骨性诱导培养48h和96h后成骨相关蛋白（Collagen1、RUNX2、OSX、BMP-2）蛋白表达的影响,确定木香烃内酯对rBMSCs成骨性分化的影响;4.通过检测最佳浓度木香烃内酯对成骨性诱导培养rBMSCs 9d后脂滴形成的影响、木香烃内酯成骨性诱导培养24h、48h和96h后脂肪标志基因（PPARγ、C/EBPα、C/EBPβ、adiponectin）m RNA表达的影响,确定木香烃内酯对rBMSCs成脂性分化的影响;5.通过检测最佳浓度木香烃内酯成骨性诱导培养rBMSCs 24h、48h和96h后对Wnt/β-catenin和OPG/RANKL/RANK信号通路的关键因子Wnt10b、β-catenin、OPG、RANKL m RNA的影响、成骨性诱导培养48h和96h后对Wnt/β-catenin和OPG/RANKL/RANK信号通路的关键因子Wnt10b、β-catenin、OPG、RANKL蛋白表达的影响,确定木香烃内酯促进大鼠骨髓间充质干细胞成骨性分化的机制。本论文得到的主要实验结果如下:1.1×10-6mol/L木香烃内酯具有最佳的促进rBMSCs成骨性分化活性;2.木香烃内酯组ALP阳性克隆形成数明显多于对照组（P<0.01）;3.木香烃内酯组形成钙化结节数显著多于对照组（P<0.01）;4.木香烃内酯处理BMSCs 24h、48h、96h后,木香烃内酯组Collagen1、RUNX2、OSX和BMP-2的m RNA表达水平显著高于对照组;5.木香烃内酯处理BMSCs 48h、96h后,木香烃内酯组Collagen1、RUNX2、OSX和BMP-2蛋白的表达水平显著高于对照组;6.木香烃内酯组形成的脂滴明显少于对照组（P<0.01）;7.木香烃内酯处理BMSCs 24h、48h、96h后,PPARγ、C/EBPα、C/EBPβ和adiponectin的m RNA表达水平均低于对照组;8.木香烃内酯处理BMSCs 24h、48h、96h后,木香烃内酯组Wnt10b、β-catenin和OPG的m RNA表达水平均高于对照组（P<0.01）,RANKL m RNA表达水平显著低于对照组（P<0.01）;9.木香烃内酯处理BMSCs 48h、96h后,木香烃内酯组Wnt10b、β-catenin、OPG蛋白表达水平明显高于对照组,RANKL蛋白表达水平明显低于对照组。以上结果表明:本论文成功分离和培养了rBMSCs,并筛选出1×10-6mol/L木香烃内酯作为诱导rBMSCs成骨性分化的最佳药物浓度;木香烃内酯不仅可以促进rBMSCs的成骨活性还可以抑制rBMSCs的成脂性分化;木香烃内酯在提高Wnt/β-catenin信号途径活性的同时还升高OPG/RANKL比值。木香烃内酯可能通过发挥对Wnt/β-catenin和OPG/RANKL/RANK信号通路促进rBMSCs的成骨性分化。