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本研究主要探讨骨髓间充质干细胞对多孔钽涂层内植物和骨肉瘤的不同反应。 由于良好的抗腐蚀性及生物相容性，钽，这种具有前途的金属内植物生物材料正受到着越来越多的关注。但是由于其较高的弹性模量以及较差的骨组织机械相容性，钽并不适合做为承重假体。本研究采用真空等离子喷涂(VPS，VacuumPlasma Spraying)，成功的在钛基材上制备了多孔钽涂层，其在具有较好的生物相容性的同时，可以减少钽和骨组织弹性模量的不相容性。本研究评估了人骨髓间充质干细胞(BMSC)在多孔钽涂层表面的相容性和成骨能力，以及多孔钽涂层假体在兔股骨骨缺损模型修复中的表现。在体外实验中，使用电子显微镜和共聚焦显微镜观察了多孔钽涂层表面BMSC的形态和肌动蛋白骨架，通过PrestoBlue、Ki67、Realtime RT-PCR和ALP染色检测了BMSC的细胞活力、增殖和成骨分化潜能。在体内实验中，使用组织形态计量和荧光双标检测了骨缺损模型的修复情况。多孔钽涂层上的BMSC的具有相对较好的黏附、增殖、成骨活性以及更高的新骨形成率。研究表明，VPS制备的多孔钽涂层具有良好的生物相容性并可以在体外提高骨诱导性、在体内促进新骨形成，是一种有价值的促进骨再生的活性材料。 人骨髓间充质干细胞(BMSC)已被证明具有靶向骨肉瘤(OS)病灶并在病灶部位促进OS生长及肺转移的能力。BMSC和OS间具有相当多的相互作用，但是其分子机制目前尚未清楚。本研究使用BMSC/OS cell line Saos-2共培养模型，希望找出BMSC和OS相互作用的分子机制，并验证BMSC作为OS微环境中癌症相关成纤维细胞（CAF，Carcinoma-associated fibroblasts）来源的假说。首先我们采用基因芯片检测BMSC/Saos-2共培养模型中BMSC基因谱的变化情况，继而使用DAVID(Database for Annotation，Visualization and IntegratedDiscovery)及GSEA(Gene Set Enrichment Analysis)检验CAF标志基因簇及各信号通路基因簇的改变，最后通过Realtime RT-PCR及Western blot验证DAVID及GESA的分析结论。DAVID分析表明Saos-2培养的BMSC中发生变化的基因富集于TGFβ信号转导通路，而GSEA分析也表明CAF基因簇及TGFβ信号转导通路基因簇在Saos-2培养的BMSC中发生了统计学上的显著变化。上述结果说明，在Saos-2的作用下，BMSC获得了某些CAF的特性，而TGFβ信号转导通路可能调节了BMSC转化为CAF的过程。随后本研究又通过Realtime RT-PCR，Western blot及In Cell Western对DAVID及GSEA对芯片数据的分析结果进行了验证。最终结果表明:在Saos-2作用下，BMSC中的CAF的标志基因αSMA及FAP发生上调、TGFβ信号通路的转录因子Smad2/3被磷酸化激活并导致该信号通路下游靶基因表达上调，从而使得BMSC的迁移和侵袭能力得以提升;而以上Saos-2的作用可以被TGFβ中和抗体或TGFβ信号通路的抑制剂所下调。本研究结果提示我们，BMSC是OS微环境中CAF的可能来源之一，且OS诱导生成CAF样BMSC的作用依赖于TGFβ信号转导通路。