机体骨或血管再生或愈合的过程受到一系列生长因子的调控，这些生长因子从愈合初期开始，直到整个愈合过程都对加速骨组织再生与愈合过程起到了重要的调节作用。通过联合多个生长因子的蛋白或相应的基因的方案在可以一定程度上促进骨或血管组织的再生。但是，这种外源性的干预手段可能会打破骨重建过程中骨形成与骨吸收之间或血管重建过程中血管新生与血管改建之间的平衡从而导致过量新生骨生长至缺损以外的区域或大量不成熟的血管形成而造成血管高压进一步发生血管微渗漏。并且，至今仍未找到理想的手段能够在体内环境中实现以可控的方式同时将多个生长因子联合递送。病毒转染一直以来都面临着生物安全性的问题，被认为其存在导致肿瘤发生或机体产生免疫排斥的风险。因此，通过外源性的干预手段促进组织再生的临床应用前景仍不乐观。骨质疏松症已经成为威胁人类健康的一大疾病，在全世界范围内，大约有二分之一的女性或者四分之一的男性患有骨质疏松。目前，临床上针对骨质疏松治疗的药物有很多种，其中大部分是抑制骨吸收的药物，即通过抑制骨吸收的速度和数量而发挥药效。但针对刺激骨形成而逆转骨形成与骨吸收之间被打破的平衡从而恢复骨总量的药物却相对较少。其中，甲状旁腺激素（PTH）是唯一一个美国药品与食品监督管理局批准（FDA）的通过增加骨形成量治疗骨质疏松的药物。但其给药方式需严格遵守间隔给药并且坚持用药持续长达两年时间。由于PTH直接作用于破骨细胞，若长时间连续给药会导致骨吸收进一步增强而加重骨质疏松症的进展，而若给药时间过短则无法达到药效。因此，有必要在新的领域发现能够有效逆转骨形成与骨吸收之间这一平衡的安全有效的药物。miRNA是由约22个核苷酸组成内源性的非编码、对蛋白分子的表达具有调控功能的单链小分子RNAs，广泛存在于动物和植物真核生物的细胞内。自1993年，第一个miRNA（lin-4）被发现后，近二十年来，miRNA领域研究发生了显著的进步。已经有成百上千的miRNA被研究者鉴定出。生物信息学数据显示，每个miRNA可以调节数百个靶基因，这也表明miRNAs调节了多种生物学信号通路甚至可能影响所有的信号途径。越来越多的研究证明，microRNA对成骨与成血管相关的转录因子和信号分子具有重要的调节作用，与各种信号通路一起，构成了干细胞成骨-成血管分化的调控网络。由于一个miRNA可以调控数以万计的靶基因，因此，一个miRNA便可以通过与多条成骨-成血管相关的信号通路作用从而同时调控多种促进骨与血管生长因子的表达，使组织工程骨移植后及时形成成熟稳定的血管并最终理想的修复骨缺损成为可能研究发现，这些miRNAs调节细胞的增殖、分化等机体的各项基本生理功能，参与了各种各样的生物学过程。通过对基因组上miRNA的位点分析，发现其在生物体的发育以及各种疾病中也参与了非常重要的调节作用。因此，对miRNA的表达进行干涉后，便有可能对相关疾病起相应的调节作用。miRNA的作用特点是：在不同种属的表达具有高度保守性、几个miRNA聚集在一起呈簇分布、表达呈组织特异性、稳定性高、表达具有时间和空间的特异性,因此其在治疗领域的应用越来越受到大家的关注。但若将miRNA作为治疗的手段应用于组织再生的领域，仍面临着诸多的困难如转染效率低，靶向差，在体内易降解而难以达到药效等。针对以上问题，我们首先通过文献资料，生物信息学数据库等方法分析比较成骨-成血管发育或再生过程中的miRNA表达谱。通过real time RT-PCR筛选验证出能够同时促进内源性的成骨-成血管相关多个关键的生长因子的表达的miRNA（miR26a），通过正常条件下在骨缺损区周围上调miR-26a的表达可以实现理想的骨缺损修复的效果。进一步发现该miR-26a对骨质疏松疾病也有一定的调节作用，通过将骨质疏松条件下的间充质干细胞中（OVX-MSC）miR-26a过表达，分别在体内和体外环境中逆转了骨质疏松条件间充质干细胞成骨能力的缺陷。最后，为了实现对miRNA体内局部长效缓慢释放，我们自主合成了miRNA局部缓释体系，在无细胞参与的条件下通过靶向调节多个成骨-成血管分化相关的关键性的生长因子的表达并维持其高水平表达持续较为长久的时间，从而极其理想的促进骨再生。以上研究成果为将miRNA做为治疗手段应用于组织再生领域提供了有力的依据。研究结果：1miR-26a在体外可以在BMMSC细胞中有效地从基因与蛋白两个水平同时促进多个成骨-成血管相关关键调节因子表达与分泌，并在体内异位再生环境中能够有效的促进BMMSCs向成骨与成血管方向的分化，进而促进骨-血管的再生。进一步，在正常小鼠的颅骨极限缺损模型上，通过将其缺损区植入及其周围细胞的miR-26a过表达，发现其能同时促进缺损区及周围机体自身细胞中多个成骨-成血管相关关键调节因子表达与分泌，最终以内源性的调节手段实现最理想的骨缺损修复的效果；2通过real time RT-PCR的方法观察到miR-26a的表达与骨质疏松疾病呈正相关。在OVX-MSC过表达miR-26a后，有效地促进了其Alp、Ocn的表达进而体外逆转了OVX-MSC碱性磷酸酶的活性与矿化能力，体内逆转了OVX-MSC异位骨再生的能力并最终有效促进了OVX-MSC修复骨缺损的能力；3.基于聚醚，聚酯材料，利用聚合和点击化学方法，我们合成出生物可降解的效率高，毒性小、转染效率高的生物可降解miRNA转染体系。为了在体内环境中完整的保持miRNA生物学活性并实现其缓慢释放持续一个长久的时间以达到长效的治疗效果，我们将miRNA/聚合物复合体包裹于PLGA微球中，发现其能功能性的作用于目标基因并维持长效的调节作用，并进一步将PLGA微球附着于PLLA纳米多孔支架上，以使其能够靶向高效作用于骨缺损区域。结果证明，我们构建miR-26a局部缓释体系能够实现理想的骨修复效果；结论1体外环境中，在BMMSC中上调miR-26a的表达可以从基因与蛋白两个水平同时促进多个成骨-成血管相关关键调节因子表达与分泌；在体内环境中，通过将缺损区及其周围细胞的miR-26a过表达，能够实现理想的骨缺损修复的效果；2在OVX-MSC过上调miR-26a后，能够在体外环境中有效的逆转OVX-MSC碱性磷酸酶的活性与矿化能力，体内环境中逆转了OVX-MSC异位骨再生的能力并最终有效促进了OVX-MSC修复骨缺损的能力；3我们通过将自主合成的miRNA转染体系与miRNA结合后包裹于PLGA微球中并进一步将PLGA微球附着于PLLA纳米多孔支架上构建的miRNA体内局部缓释体系，克服了将miRNA应用于治疗领域所面临的转染效率低，靶向差，在体内易降解而难以达到药效的困难，在无细胞参与情况下，实现了理想的骨缺损修复的效果。