每一种生物组织都有其特定的三维微结构,这些微结构是细胞生长、分化的重要环境调控因子。已有越来越多的体外研究线索表明,具有微拓扑结构的基底可改变细胞的铺展、迁移、取向等行为,引导细胞骨架的重排,调控干细胞分化潜能。可以看出,基底微拓扑结构对干细胞的调控一方面具有重要的生理意义,另一方面对于组织工程及人工植入材料的应用也具有显著的研究价值。但从现有的文献资料来看,对此仍缺少规律性的结论。本文研究了与细胞本身尺度相当的、微米尺度的、具有不同表面拓扑结构特征的基底(平而、沟槽、六边形凹槽)对大鼠骨髓间充质干细胞(rat Bone Mesenchymal Stem Cells,rBMSCs)的铺展、生长、分化及骨架分布的影响,尝试探索基底表面微拓扑结构影响干细胞生理的规律性认识。　　 研究发现:rBMSCs在常规培养皿上呈三角或长梭形,铺展面积最人;在平面PDMS(polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)基底上则呈现较狭长的长梭形;在沟槽结构PDMS基底上呈现更为狭长的长梭形,铺展面积最小,细胞沿沟槽方向生长;在六边形凹槽的PDMS基底上细胞铺展形状虽然与在常规培养皿上的对照组没有明显区别,但细胞骨架的排布方向却受到了影响。微拓扑结构对细胞骨架微丝蛋白actin、vimentin的表达及分布形式产生了不同程度的影响。在沟槽或六边形凹槽基底上,细胞伸出的突起或伪足倾向于贴附于槽的嵴部。　　 利用EdU方法进行的细胞增殖分析结果表明,平面的PDMS基底与常规培养皿相比,对rBMSCs的增殖有抑制作用。但在两种带有微拓扑结构的PDMS基底上,rBMSCs的增殖情况则恢复到常规培养皿中的水平。对成骨方向分化指标ALP(alkalinephosphatase)的分析表明,向成骨诱导的rBMSCs在PDMS基底上ALP表达均有所降低,且在沟槽拓扑结构的PDMS基底上尤为显著。对另一成骨分化指标,矿化(茜素红染色)沉积检测的结果与ALP有一致性。　　 上述结果表明基底微拓扑结构可以调节rBMSCs的增殖和分化过程,其机制与微拓扑结构引起的细胞铺展状态及细胞骨架变化相关。本研究中利用微拓扑结构表面调节群体细胞铺展状态而引起的细胞生理改变与已有研究中利用微模式化表面控制单个细胞铺展状态而引起的细胞生理改变具有部分一致性。但由于基底微拓扑结构可以促进细胞准三维铺展,作为群体细胞的生长调控手段,该方法对于组织工程应用具有更直接的意义。