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背景：在人类许多疾病中可以见到骨组织与脂肪组织“此消彼长”的现象。例如，在衰老、长期制动和大量使用皮质激素等情况下，骨形成的减少总是与骨髓中脂肪组织的增加相伴发生；患有进行性骨异生(progressive osseousheteroplasia)的病人在其脂肪组织内常发生异位骨化。由于成骨细胞和脂肪细胞共同来源于骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)，因此上述情况提示人们MSCs成骨分化与成脂分化不是彼此孤立的过程，而是存在着相互制约的平衡关系。研究平衡的机制可以为积极预防和有效治疗以骨形成减少和脂肪异常增生为症状的疾病提供理论基础。目前该领域已成为干细胞生物学研究的热点。
目的：本研究着眼于MSCs成骨与成脂分化平衡，选择C/EBPα为靶基因，研究它在BMP-2诱导的C3H10Tl/2细胞向成骨细胞定向分化和成骨-成脂转分化过程中的基因表达模式、基因表达调控机制和它对C3H10Tl/2细胞成骨分化的调节作用。
方法：我们首先建立了BMP-2诱导C3H10T1/2细胞向成骨细胞定向分化和C3H10Tl/2细胞成骨.成脂转分化模型，运用real-time PCR和westernblot检测C/EBPα在此其中的基因表达模式；通过Tet-on基因表达系统过表达C/EBPα探讨它在C3H10T1/2细胞成骨分化和成骨-成脂转分化中的作用；我们构建了C/EBPα启动子区5’缺失突变体，进行荧光素酶报告基因分析，鉴定了C/EBPa启动子区在C3H10T112细胞成骨分化和成骨-成脂转分化过程中的转录调控区域；最后我们采用bisulfite sequencing PCR和CHIP等实验技术阐述了C/EBPa启动子区在BMP-2诱导C3H10Tl/2细胞向成骨细胞定向分化过程中DNA甲基化和组蛋白乙酰化修饰模式的变化，并通过real-time PCR、in vitromethylation和荧光素酶报告基因等技术探讨了上述表观遗传学修饰的生物学意义。
结果：BMP-2诱导C3H10T1/2细胞向成骨细胞定向分化过程中C/EBPα表达量先上调后下调；过表达C/EBPα可以抑制BMP-2诱导的C3H10Tl/2细胞的成骨分化；与早期相比，BMP-2诱导C3H10Tl/2细胞向成骨细胞分化的末期细胞成脂分化潜能减弱，它是由于C/EBPα对成脂信号的可诱导性减弱造成的；与早期相比，BMP-2诱导C3H10T1/2细胞向成骨细胞分化的末期C/EBPα基因转录起始位点上游一1286bp/-1065bp区域呈现显著的DNA高甲基化和组蛋白H3、H4的去乙酰化；-1286bp/-l065bp区域的高甲基化不仅导致C/EBPαmRNA表达量下调，而且能使C/EBPα对成脂信号的可诱导性减弱。
结论：C/EBPα在BMP-2诱导C3H10T1/2细胞向成骨细胞定向分化过程中具有特异的基因表达模式，此表达模式为C3H10T1/2细胞向成骨细胞定向分化所必需。在BMP-2诱导C3H10T1/2细胞向成骨细胞分化的末期C/EBPα对成脂诱导信号的可诱导性减弱导致细胞成脂分化潜能减弱。C/EBPα基因转录起始位点上游一1286bp/-1065bp区域的DNA甲基化和组蛋白乙酰化修饰参与了C/EBPα在上述过程中的基因表达调控。