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目的:去势法构建大鼠骨质疏松模型;分离、培养、鉴定、诱导分化及使用USPIO标记大鼠BMSCs;BMSCs植入大鼠椎体后通过MRI进行示踪,最后使用Micro-CT测定和观察PTH与BMSCs在骨质疏松大鼠椎体内的成骨效果。方法:1.将50只大鼠随机分为假手术组(SHAM,n=10)与骨质疏松造模组(OVX,n=40)。OVX组切除双侧卵巢,建立骨质疏松模型;SHAM组切除卵巢周围脂肪组织,大小与卵巢类似。12w后用大鼠雌激素ELISA试剂盒分别检测两组大鼠的血清雌激素水平与腰6椎体相关骨性指标。2.选择全贴壁法体外分离、培养、代增BMSCs,经流式细胞技术鉴定所提取细胞是否为BMSCs。鉴定后进行BMSCs的成骨诱导分化并行碱性磷酸酶染色和茜素红染色鉴定。3.通过PLL转染的USPIO标记BMSCs,普鲁士蓝染色法证明标记成功。转染后行BMSCs增殖能力测定,MTT相关计算软件绘制生长曲线;台盼蓝拒染法检测细胞活性。4.将SHAM组记为A组,OVX组随机分为B、C、D、E组,每组10只。A、B组不做任何处理,C组按60μg/kg剂量背部皮下注射Rat PTH 1-34,隔日1次,连续12w;D组显露腰5、6椎体后部结构,调整细胞浓度为5×10~8cells/ml,经椎弓根注入0.5ml USPIO标记的BMSCs;E组则在皮下注射PTH的基础上同时腰5、6椎体注入BMSCs,PTH注入浓度、频率同C组,细胞注入浓度与D组一致。D、E组行MR检测观察BMSCs是否成功植入椎体内。所有大鼠均在干预12w后处死,Micro-CT测量各组大鼠腰5、6椎体各指标,观察成骨作用。结果:1.去势12w后,OVX组大鼠血清雌激素、腰6椎体BMD值较SHAM组明显下降,证明骨质疏松大鼠模型构建成功。2.细胞体外提取后呈大小不一类圆形,培养后24h即有部分细胞贴壁,48h后半量换液,5~6d后一般可进行传代。流式细胞技术结果显示,细胞表达CD29、CD90阳性率高;几乎不表达CD34、CD45,证实本研究提取并代增细胞为BMSCs。BMSCs成骨诱导分化约10d后,行碱性磷酸酶染色,可见深蓝色至灰黑色团块状结节;诱导分化约21d后行茜素红染色,光镜下可见细胞大片红染。3.USPIO标记的BMSCs贴壁后可见各细胞胞质中充满淡黄色铁颗粒;普鲁士蓝染色后绝大部分胞质均布满蓝色。MTT法测得前2天细胞数目变化不大,但从第3天开始细胞进入增殖活跃期,第4~5天为细胞增殖平台期。台盼蓝拒染率达97%。4.D、E两组行MR检测可在腰5、6椎体内发现不规则点状或团块状低信号影;Micro-CT结果示:C组较B组Tb.N提高了41.7%(P<0.05),Tb.Th提高了45.2%(P<0.05),Tb.Sp降低了44.5%(P<0.05),BV/TV升高了39.1%(P<0.05),BMD升高了30.3%(P<0.05);D组较B组Tb.N提高了28.1%(P<0.05),Tb.Th提高了21.5%(P<0.05),Tb.Sp降低了31.4%(P<0.05),BV/TV升高了16.8%(P<0.05),BMD升高了19.2%(P<0.05);而E组较B组Tb.N提高了48.2%(P<0.05),Tb.Th提高了51.4%(P<0.05),Tb.Sp降低了56.0%(P<0.05),BV/TV升高了47.1%(P<0.05),BMD升高了42.7%(P<0.05)。证明PTH与BMSCs均可提高骨密度,升高骨质疏松椎体骨体积分数,增加骨小梁数量和厚度,降低骨小梁分离度,但二者联合使用较其各单一使用效果更好。结论:PTH和BMSCs的联合应用对改善骨质疏松椎体骨体积分数、骨微结构的效果优于二者单独使用。