节段性骨缺损的治疗一直是骨科领域的一大难题。现在临床所采用的包括自体、异体骨移植和假体植入等治疗方法都存在明显的不足。通过对骨折愈合机制的研究发现骨形态发生蛋白 (bone morphogenetic protein, BMP)具有诱导间充质细胞向成骨细胞方向分化，进而诱导新骨形成的能力，在骨愈合过程中发挥着重要作用。一部分骨不连就可能是由于骨缺损区内BMP等诱导因子含量不足，使成骨前体细胞无法分化为成骨细胞所致。现在已有学者将外源性重组BMP蛋白应用于骨缺损治疗的临床实验研究。但是由于外源性BMP蛋白半衰期短、生物活性低、价格昂贵、没有理想的载体等诸多原因，使其难以在临床治疗中得到广泛应用。近年来，随着分子生物学技术的飞速进步，BMP基因疗法的研究逐步开展起来。采用BMP基因疗法治疗骨缺损克服了外源性BMP应用中的种种不足，显示出令人鼓舞的应用前景。在BMP基因疗法研究中，选取合适的靶细胞是研究的关键环节之一。成纤维细胞在体内分布广泛、易于培养，在BMP等诱导因子的作用下具有向成骨细胞分化的特性，是一种较理想的靶细胞。体内和体外的实验证实BMP基因同样有诱导成纤维细胞分化为成骨细胞，从而促进成骨的作用。因此采用成纤维细胞作为靶细胞进行BMP基因治疗的临床应用研究将是非常有希望的。为此，本实验首次通过体外实验研究了BMP-2基因转染对人成纤维细胞株KMB-17细胞增殖及分化的影响，探讨人成纤维细胞株作为靶细胞在BMP-2基因疗法研究中应用的可能性，推测BMP-2基因转染的成纤维细胞在体内成骨机制，为进一步应用BMP-2基因进行体内实验研究提供依据。<WP=8>本实验采用脂质体转染法将整合有人BMP-2cDNA的真核表达质粒导入人成纤维细胞株KMB-17细胞内，然后在转染后的不同时期，采用RT-PCR和细胞免疫化学染色的方法检测BMP-2基因的表达情况；采用MTT比色法和流式细胞仪检测BMP-2基因转染对KMB-17细胞增殖的影响；通过对转染BMP-2基因后KMB-17细胞形态和超微结构变化的观察，细胞碱性磷酸酶（ALP）活性、骨钙素（OC）产量和Ⅰ型胶原合成量等指标的测定研究BMP-2基因转染对KMB-17细胞分化的影响。并将实验结果进行统计学分析，确定实验组与对照组之间是否有显著性差异。实验结果显示：RT-PCR检测到BMP-2基因转染的KMB-17细胞（实验组细胞）中有BMP-2mRNA存在，而对照组细胞内没有；细胞免疫组化观察实验组细胞在转染后20天内细胞浆中始终有棕黄色BMP-2蛋白阳性染色信号存在；实验组细胞的增殖能力增强，与对照组相比有显著性差异(P<0.05)，另外S期细胞数目增多，增殖指数（PI）升高；细胞形态变为鱼鳞形或多角形，并且有较多分泌颗粒产生，细胞内粗面内质网扩张，线粒体增生，扩张的粗面内质网内可见中等电子密度的蛋白分泌物；在BMP-2表达过程中，实验组细胞ALP活性、OC产量和Ⅰ型胶原合成量增加，与对照组相比有显著性差异（P<0.05）。本实验结果显示，整合在真核表达质粒上的人BMP-2基因在转染人成纤维细胞株KMB-17后，在细胞内可以有效表达，促进细胞的增殖，并通过增强ALP、OC和Ⅰ型胶原等成骨标志物的表达促进KMB-17细胞向骨细胞系分化。表明人成纤维细胞可以作为靶细胞用于BMP-2基因疗法的研究。通过本实验推测BMP基因转染的成纤维细胞在实验动物体内的诱导成骨作用可能是由于BMP基因表达和成纤维细胞分化共同作用的结果。