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目的:本试验应用基因芯片技术筛选大鼠骨髓间充质干细胞及弹性软骨的差异表达基因,由此寻找刺激差异基因表达的生物因子以促进骨髓间充质干细胞向弹性软骨分化以得到组织工程化软骨。方法:(1)通过密度梯度离心法和贴壁筛选法的联合应用提取SD大鼠的骨髓间充质干细胞,酶消化法得到耳部弹性软骨细胞,分别于加入10%FCS的DMEM和DMEM/F12培养基中进行体外培养。(2)取培养2-3代后的细胞用一步法提取两种细胞的RNA并纯化,将两者RNA反转录为双链CDNA,用Cy5-dCTP,Cy3-dCTP分别标记骨髓间充质干细胞和软骨细胞的CDNA探针,杂交并严格清洗,用LuxScan 10KA双通道激光扫描仪进行扫描荧光信号图像,每点上两种荧光信号的强度分别代表Cy5-dCTP和Cy3-dCTP的量,获得的荧光信号图像用计算机GenePix Pro 4.0图像分析软件进行分析。结果:(1)软骨细胞和MSCs样品RNA吸光度A260/A280比值>1.79;软骨细胞总RNA量为79.2μg,MSCs总RNA量为22.5μg。两种细胞RNA电泳条带清晰,28S比18S rRNA条带亮度接近2:1.(2)按差异显著性标准,cy5/cy3<0.5为表达上调基因,cy5/cy3>2为表达下调基因,从28800条基因中筛选出差异表达基因2114条。以骨髓间充质干细胞为对照,在软骨中有1226条基因上调,888条基因下调。由于差异基因数量较多,我们重点研究了差别在20倍以上的基因,即cy5/cy3<0.05或者cy5/cy3>20的基因,我们将其定义为显著差别基因。(3)在显著差别基因中,包括细胞骨架和运动蛋白相关基因,细胞周期蛋白相关基因,免疫相关基因,细胞信号和传递蛋白相关基因,细胞外基质类基因,转录因子类基因,蛋白翻译和合成相关基因、代谢相关基因等。我们发现了两种生长因子在软骨中高表达:软骨调节素和结缔组织因子。细胞外基质中软骨相关基因,例如Ⅱ型胶原和弹性胶原在软骨中高表达,而在骨髓间充质干细胞中高表达基因的多是酶类,证明了其幼稚性,有向多种组织分化的能力。结论:(1)骨髓间充质干细胞和软骨细胞的基因表达谱存在显著差异。(2)诱导骨髓间充质干细胞向软骨分化可能是多种因子的协同作用,上调或者下调某些关键基因的表达的结果。(3)本试验发现以软骨调节素和结缔组织因子为代表的1226条基因在软骨中高表达,可能与骨髓间充质干细胞向软骨分化有关。(4)本试验骨髓还发现以基质金属蛋白酶9为代表的888条基因相对于软骨在骨髓间充质干细胞中高表达,要使骨髓间充质干细胞分化成软骨,必须抑制其表达。