牙周炎是严重威胁人类口腔健康的常见病和多发病,其病变过程致使牙周组织慢性感染导致牙槽骨大量吸收,是患者失牙的主要原因。目前常规治疗方法收效甚微,急需探索新的治疗方式。大量实验结果证实,在牙周炎导致牙槽骨吸收的过程中,多能干细胞可以被趋化并集中到病灶部位,在牙周局部微环境的诱导刺激下分化为修复组织所需的成骨细胞,从而促进损伤部位的修复和疾病治疗。目前临床治疗牙周炎方式主要集中于洁刮治术、根面平整术和全身抗生素的使用。但最近有学者认为骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是骨髓中除造血干细胞外存在的另一种多能干细胞,具有修复硬组织损伤等优点,近年来备受学者关注。在一定条件下BMSCs可分化为成骨细胞、成纤维细胞、脂肪细胞、成牙本质细胞以及多种上皮细胞。因此BMSCs能为干细胞移植治疗牙周炎导致的骨缺损提供重要的干细胞来源。骨吸收创面修复是多细胞多因子协同作用的结果,其中干细胞聚集于骨吸收表面并向成骨细胞分化是修复的主要环节。破骨细胞是骨吸收中发挥主要功能的细胞,受到细胞因子RANKL和M-CSF的调控。其中骨重建过程中的关键细胞破骨细胞和成骨细胞主导骨吸收和形成的偶联、平衡过程,主要表现的方式为成骨细胞在相同位置上重新构建新骨,破骨细胞不间断降解旧骨的有序过程。以往的研究主要聚集在破骨细胞与成骨细胞发生、分化以及活化机制上,破骨细胞或活化的破骨细胞是否对具有向成骨细胞分化的骨髓间充质干细胞具有作用则鲜有研究。基于以上分析,本研究拟首先建立BMSCs、破骨细胞分离培养的技术方法,研究破骨细胞通过分泌趋化因子CXCL12(stromal cell-derived factor-1,基质衍生因子-1)引导BMSCs迁移的作用,了解破骨细胞对BMSCs迁移细胞量的影响;然后运用体外骨吸收培养模型,观察破骨细胞噬骨过程中对BMSCs的迁移作用,最后检测破骨细胞分泌因子CXCL12对BMSCs骨向分化的作用,为CXCL12信号因子治疗牙周炎导致的骨缺损提供一定的实验依据。本实验的主要研究结果和结论如下:1、利用贴壁法从骨髓细胞中分离获得BMSCs细胞。BMSCs增值能力强,具有向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞等多项分化甚至跨胚层分化的潜能,是首选良好的间充质干细胞。2、利用骨髓基质细胞中贴壁能力的差异分离出骨髓中的单核细胞,运用生长因子RANKL和M-CSF共同诱导培养获得数量多、活力高、骨吸收能力活跃的破骨细胞。为破骨细胞骨吸收模型的建立奠定基础。3、体外培养的破骨细胞可分泌较高含量的CXCL12因子,CXCL12能够有效诱导骨髓细胞中BMSCs迁移;抑制破骨细胞合成CXCL12的作用可明显降低BMSCs的迁移能力,但仍有部分BMSCs经诱导迁移。因此,破骨细胞分泌多种因子诱导BMSCs迁移,其CXCL12因子在诱导过程中起重要作用。4、体外模拟破骨细胞骨吸收条件培养基,骨吸收过程中破骨细胞噬骨释放大量CXCL12因子诱导BMSCs迁移至骨缺损处,CXCL12因子抑制骨缺损处BMSCs的成骨分化能力。