目的：有效诱导成骨、并且同时保证细胞增殖与分化的协调稳定是着手于提高骨组织工程质量的重要环节。本研究探讨：①TGF-β1在BMP9诱导间充质干细胞成骨分化中的作用及机制，分析TGF-1协同作用在BMP9诱导成骨中的量效、时效关系，为调控提高BMP9诱导成骨质量提供实验基础。②Notch信号通路对BMP9促进骨肉瘤增殖生长、侵袭迁移的介导关系，认识BMP9促进骨肉瘤发生发展的调控机制。方法：第一部分：应用小鼠间充质干细胞C3H10T1/2，以重组腺病毒法将BMP9导入，再施加不同浓度TGF-β1处理，建立BMP9联合TGF-β1诱导间充质干细胞成骨分化模型，设立系列TGF-β1处理浓度梯度差实验组、系列时间点实验组。条件培养基法获取含活性良好的TGF-1蛋白的上清液。改良SEAP化学发光法和组织化学染色法检测碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase, ALP)表达及活性；茜素红S染色进行钙盐沉积检测；实时荧光定量PCR和western blot法分别检测成骨相关基因Ⅰ型胶原(CollagenⅠ, COLⅠ)、骨桥素(Osteopotin, OPN)、骨钙素(Osteocalcin, OCN)的mRNA转录表达水平和蛋白表达水平；流式细胞术检测细胞周期，台盼蓝拒染法计数活细胞监测细胞增殖；荧光素酶报告基因法检测Smad水平。第二部分：①RT-PCR和免疫组织化学法检测鉴定11株人骨肉瘤细胞系的Notch受体和配体内源性基础表达水平和特点。构建和鉴定表达Notch1显性负性突变体的重组腺病毒（a recombinant adenovirusexpressing the dominant-negative mutant of Notch1，AdR-dnNotch1）。②选取143B和MG63骨肉瘤细胞株进行主要的体外实验：以AdBMP9、AdR-dnNotch1、AdBMP9+AdR-dnNotch1转染处理细胞，以及AdBMP9转染+ComE（γ-促分泌酶化学抑制物，compound E）处理细胞，观察对细胞增殖、迁移、细胞周期转化的影响。结晶紫染色及定量分析检测细胞增殖能力；间隙封闭实验检测细胞迁移能力；流式细胞术检测细胞周期转化；RT-PCR和免疫细胞荧光染色法分别检测BMP9诱导表达Notch受体和配体的水平、以及Notch通路活化标志——NICD的核转位水平。③选取143B骨肉瘤细胞株建立裸小鼠胫骨骨膜下骨肉瘤模型，细胞经AdBMP9、 AdR-dnNotch1、AdBMP9+AdR-dnNotch1转染处理，观察对肿瘤生长侵袭行为的影响。持续定期测量肿瘤生长的体积变化；Xenogen实时动物体内荧光成像技术动态观测肿瘤生长增殖；于第4周处死小鼠行胫骨micro-CT扫描、三维重建形态结构分析、组织切片HE染色显微镜下观察形态结构改变（骨肉瘤对胫骨骨侵袭破坏情况）；免疫组织化学法检测增殖标志：增殖细胞核抗原（Proliferating Cell Nuclear Antigen, PCNA）表达水平，进一步揭示肿瘤细胞增殖能力。结果：第一部分：5ng/mlTGF-β1与BMP9联合处理较单独处理能更早更多地提高ALP活性和引起钙盐沉积，持续处理达17天后钙盐沉积结果不再显示明显差异，TGF-β1单独处理与对照组间无明显差异。随TGF-β1应用剂量增加， ALP活性和钙盐沉积效应受到抑制。5ng/mlTGF-β1与BMP9联合处理较BMP9单独处理可使COLⅠ、OPN、OCN的mRNA转录水平和蛋白表达水平明显增高，COLⅠ增高变化发生较早和显著；随TGF-β1应用剂量增加，出现基因转录和蛋白表达受到抑制，COLⅠ升高趋势仍能维持。TGF-β1对BMP9诱导成骨过程中的细胞增殖呈抑制效应，细胞周期转化表现G0/G1期阻滞；Smad转录表达水平降低， BMPR-Smad降低较明显。第二部分：11株不同人骨肉瘤细胞都明显表达了大部分的Notch受体和配体，BMP9能够上调骨肉瘤细胞Notch受体和配体的表达，以及显著增加活性分子NICD核转位水平。BMP9能促进骨肉瘤细胞增殖、迁移能力和细胞周期转化S/G进程，这些效应可以通过外源性表达Notch1显性负性突变体(dnNotch1)或γ-促分泌酶化学抑制物(ComE)处理阻断Notch通路信号而被抑制； BMP9促进裸小鼠胫骨骨膜下骨肉瘤的生长和溶骨性病变亦可以被外源性表达dnNotch1处理抑制；相应可见，BMP9上调NICD核转位水平作用被ComE阻止。结论：①在BMP9诱导C3H10T1/2间充质干细胞成骨分化中，适量的TGF-1应用具有促进调控作用；BMP9与TGF-1在成骨中存在协同互补效应，具有TGF-1应用的剂量依赖性差别。②BMP9对骨肉瘤的发生发展有重要影响；BMP9促进骨肉瘤细胞增殖迁移能力、肿瘤生长侵袭行为可以通过Notch信号通路活化介导；在骨肉瘤的发生发展中，BMP9信号具备Notch信号通路上游调节子的功能；靶向干预Notch信号通路是防治人骨肉瘤的新策略。