肿瘤、创伤、感染等导致的颌面部骨组织缺损不仅影响患者的咀嚼、吞咽、语言等功能,还造成患者容貌畸形,严重影响心理健康。如何更好地修复缺损,促进骨质新生和重建,恢复患者颌面部的功能和外形,亟待进一步探索研究。成骨细胞是骨质新生和重塑的主要功能单位,其分化和增殖主要受转录因子调控。通过发掘并研究成骨相关转录因子,揭示和完善相关的机制机理,可以为颌面部骨组织缺损的治疗策略的制定提供新的思路和依据。转录因子Foxc2广泛参与颅颌面软硬组织发育,其在细胞增殖和成骨分化的过程中作用机理,仍然需要进一步研究。目的:1.探索Foxc2在成骨相关诱导因子（成骨诱导液、甲状旁腺激素、辛伐他汀）刺激下表达的时空规律和剂量依赖效应。2.研究Foxc2对小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1细胞和小鼠胚胎干细胞系C3H10T1/2细胞的细胞形态、细胞周期、细胞增殖和凋亡等行为及骨向分化能力的影响。3.初步筛选并验证Foxc2在细胞增殖,成骨分化中可能参与调控的候选靶基因。方法1.选取小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1细胞作为研究对象,通过实时定量PCR和蛋白质免疫印迹法观察细胞在成骨相关诱导因子（成骨诱导液、甲状旁腺激素、辛伐他汀）刺激下骨向分化过程中Foxc2表达的时空规律和剂量依赖效应。2.选取MC3T3-E1细胞和小鼠胚胎干细胞系C3H10T1/2细胞作为研究对象,通过Foxc2过表达慢病毒转染构建过表达细胞组MC3T3-E1^Foxc2+和C3H10T1/2^Foxc2+,并以空转细胞组MC3T3-E1^EGFP和C3H10T1/2^EGFP为对照,通过CCK-8细胞增殖活性检测,流式细胞术,实时定量PCR,蛋白质免疫印迹法和碱性磷酸酶、茜素红等生化染色研究Foxc2对上述细胞形态,细胞周期,细胞增殖、凋亡等行为及骨向分化能力的影响;进一步通过siRNA干扰技术构建MC3T3-E1^si-Foxc2,MC3T3-E1^si-NC为对照,反向验证Foxc2的功能。3.采用基因芯片及生物信息学分析等技术比较Foxc2过表达细胞MC3T3-E1^Foxc2+和空转细胞MC3T3-E1^EGFP的基因表达谱差异,筛选出在细胞增殖、成骨分化中Foxc2可能参与调控的候选靶基因,并采用实时定量PCR初步验证。结果1.成骨诱导液、甲状旁腺激素、辛伐他汀均可以诱导MC3T3-E1细胞体外骨向分化并显著上调细胞内Foxc2基因的表达水平。Foxc2基因的表达水平表现为一个先上升后下降的特点,而且较强的成骨刺激因子—甲状旁腺激素可以促使Foxc2的表达提前,在辛伐他汀刺激下Foxc2表现出剂量依赖效应。2.Foxc2过表达慢病毒转染MC3T3-E1细胞和C3H10T1/2细胞后,两种细胞增殖活性均受到显著抑制,细胞内成骨分化关键转录因子Runx2和碱性磷酸酶表达水平明显上调,提示Foxc2可有效促进细胞体外成骨分化。另一方面,Foxc2过表达显著抑制了小鼠胚胎干细胞系C3H10T1/2细胞体外脂向分化及成脂分化关键转录因子Ppar-γ的表达。3.利用Agilent基因芯片检测、生物信息学分析和实时定量PCR技术对比MC3T3-E1细胞Foxc2过表达稳转组和对照组的基因表达谱差异,初步筛选出Foxc2基因在细胞体外成骨分化过程中可能调控的数个成骨分化相关靶基因,如Mmp9、Ereg等。结论MC3T3-E1细胞可在成骨诱导液、甲状旁腺激素、辛伐他汀等诱导因子刺激下进行体外骨向分化,Foxc2基因表达水平在这一过程中显著上调提示该基因与MC3T3-E1细胞体外骨向分化过程密切相关。本实验研究通过构建Foxc2基因过表达病毒载体,并结合一系列体外细胞分子生物学实验,初步证明Foxc2基因可通过上调Runx2和ALP表达、抑制细胞增殖活性而促进细胞体外骨向分化,Mmp家族和Ereg等基因可能参与这一成骨调控作用。