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目的：本研究主要探讨胰岛素样生长因子-1(IGF-I)和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)在骨形成过程中的相互关系及对骨形成的作用,使我们可以发现一个新的方法促进骨组织愈合,修复骨缺损。方法：通过应用分子克隆和转基因技术,构建了IGF-1与BMP-2真核细胞共表达载体pEGFP-N1/IGFI-BMp2,并应用组织工程技术进行大鼠骨髓间充质干细胞的分离和培养,在传代后采用阳离子脂质体介导的转染方式,将提供外源IGF-1及BMP一2cDNA导入BMSCs,使其正常表达,以提高BMSCs的成骨能力,改良骨组织工程种子细胞,从而促进骨创伤愈合过程。结果：一、真核共表达载体的构建及鉴定利用基因工程技术分别构建了pEGFP-Nl/IGF1、pEGFP-Nl/BMP2单基因表达重组质粒和pEGFP-NI/IGF1-BMP2双基因共表达重组质粒,经限制性核酸内切酶酶切鉴定证实上述重组质粒构建正确。二、大鼠BMSC培养及成骨分化的研究在大鼠股骨和胫骨抽取骨髓进行体外培养。在显微镜下观察大鼠BMSC生长情况,用MTT法检测细胞增长和存活情况,采用改良Gomori钙钴法计数细胞碱性磷酸酶(ALP)阳性率及钙化结节。结果在显微镜下可见大鼠BMSC形成集落并持续扩增,细胞接近汇合时有80%的细胞有ALP阳性表达,汇合后能够形成钙化。可见BMSC采集容易,,增殖能力强,在体外具有明显的成骨分化能力,大量扩增后成骨能力及分化能力无明显降低。三、转染细胞后BMP-2和IGF-1的表达和体外成骨分化脂质体介导双基因共表达质粒转染大鼠骨髓基质干细胞后,荧光显微镜观察细胞转染情况,采用改良Gomori钙钴法计数细胞碱性磷酸酶(ALP)阳性率及钙化结节。试验结果表明在48小时后,转染细胞呈阳性表达,pEGFP-1/IGF1-BMp2转染效率最高。ALP阳性表达,并有钙化结节形成。表明转染后大鼠BMSCs在体外培养环境中具有成骨能力。结论：1.BMP-2在骨形成过程中起到重要作用；单独应用BMP-2有较强的诱导成骨活性,IGF-l对BMP-2的诱导成骨有增强作用，协同BMP-2增加骨形成。2.构建的pEGFP-Nl/IGFI-BMP2真核细胞表达载体质粒能够顺利以阳离子脂质体的方法转染到BMSC中,使外源性BMP-2,IGF-1基因稳定表达。3.pEGFP-Nl/IGFI-BMP2双基因共表达重组质粒,经限制性核酸内切酶酶切鉴定证实重组质粒构建正确。4.IGF-1,BMP-2联合基因修饰的BMSC可向成骨细胞定向分化。本实验建立的在体外基因转染的方法,为骨组织工程种子细胞的改良提供了实验依据。