目的：骨形成与骨肉瘤均系与间充质干细胞的增殖分化存在密切关系。间充质干细胞保持着自我更新增殖与多向分化的潜能;增殖与分化的平衡影响着干细胞发育的最终归宿。骨组织工程需要骨组织的再生;利用种子细胞的成骨分化来达到目的。另一方面;骨肉瘤系一种干细胞分化缺陷的疾病;从而导致细胞分化减少、增殖加快;形成肿瘤。寻找出调节干细胞增殖与分化的相关基因;对于骨组织工程的发展与骨肉瘤的防治都有着非常重要的意义。　　方法与结果、结论：　　1. 利用最新构建的含 29 个随机碱基（n29）的逆转录病毒 RNA 文库感染iMEF细胞;构成 iMEF文库（iMEF-n29）。使用 BMP2进行体外及体内的成骨分化诱导;筛选出三批抗成骨分化的细胞（iMEF292A;iMEF292B;iMEF292C）。碱性磷酸酶（ALP）活性读数、茜素红矿化结节染色证明 iMEF292A;iMEF292B; iMEF292C的碱性磷酸酶活性与钙盐沉积均较对照组iMEF-n29细胞明显下降。裸鼠皮下移植实验进一步证实;与 iMEF-n29 细胞系相比; BMP2 诱导的iMEF292A;iMEF292B;iMEF292C 三个细胞系均分化受损、增殖加快;体积显著增大;胶原形成大量减少;取而代之出现大量快速增殖的未分化细胞。结晶紫染色实验表明;iMEF292A;iMEF292B;iMEF292C 三系增殖水平明显高于对照组 iMEF-n29细胞;以 iMEF292C细胞系增殖最快。上诉实验表明;iMEF292A; iMEF292B;iMEF292C 细胞均较对照组 iMEF-n29 细胞;表现出增殖加快、分化减少的情况。为进一步鉴别出发挥功能的 n29 碱基片段;提取 iMEF-n29 ; iMEF292A;iMEF292B;iMEF292C 四个细胞系基因组 DNA;采用巣式 PCR 扩增目标 DNA 片段并送二代测序。经靶点分析后;发现长链非编码 RNA---Hotair是可能的靶点之一。于是对选择 Hotair 在干细胞成骨分化中的作用继续作进一步研究。　　2. 首先对Hotair在正常组织中的表达作分析;利用TqPCR检测CD01小鼠各组织的 Hotair表达水平;结果显示 Hotair在骨组织中存在较高的表达;对股骨在不同时间点的检测发现;Hotair的表达在4周鼠龄（相当于人龄14岁左右）达到高峰;与骨组织的生理生长发育高峰对应。检测 Hotair 在干细胞体外成骨分化中的表达发现;Hotair表达在7天达峰值并很快下降;BMP9的诱导分化使得Hotair峰值提前。利用 Gibson Assembly 技术构建敲减 Hotair 表达的 iMAD 细胞系---iMAD-KD 做下一步研究。碱性磷酸酶读数、染色表明;无论在有无 BMP9 的情况下;iMAD-KD 细胞与对照组 iMAD-Ctrl 细胞相比碱性磷酸酶活性均出现明显下降。茜素红矿化结节染色与定量也证明 BMP9诱导的基质矿化在 iMAD-KD细胞系也明显减弱。TqPCR 检测成骨/成软骨相关标志物进一步表明;iMAD-KD 的成骨、成软骨、成脂分化均显著下降。裸鼠皮下移植成骨实验显示 iMAD-KD 细胞在BMP9诱导下所形成的的骨体积与骨密度均明显下降;H&E染色与三色染色表明其骨小梁亦较对照组明显较少;而残留了较多未分化的细胞。结晶紫染色与定量显示 iMAD-KD细胞无论有无 BMP9的刺激均较对照组增殖加快;细胞周期实验也证明细胞;无论有无 BMP9的刺激;iMAD-KD细胞与对照组比较;G1期细胞比例下降;S+G2期细胞比例增加。上述实验表明;Hotair的敲减;导致了干细胞的分化受阻与增殖加快;其通过影响细胞增殖与分化的平衡影响了干细胞的成骨分化过程。　　3. 骨组织工程的另一要素是生物材料;利用新合成的石墨烯-硅石材料;探究其在骨组织工程中的应用。利用明胶来源的石墨烯与硅石混合处理;得到石墨烯-硅石（Graphene & Laponite;GL）材料。光镜和扫描电镜（SEM）观察到 GL支架能够提供均匀的细胞贴附、长期的细胞增殖和成骨分化;而 GL 粉末可以促进BMP9介导的干细胞成骨分化。GL粉末可以加强 iMEF细胞碱性磷酸酶活性;而减弱更加分化的 iMAD 细胞碱性磷酸酶活性;然而;素红矿化结节染色与定量实验表明;GL粉末对于 iMEF、iMAD两种细胞系均能够加强 BMP9介导的基质矿化。TqPCR 检测成骨/成软骨相关标志物证明;GL 粉末可以促进 Runx2、Opn、Ocn、Sox9的表达上调。裸鼠皮下移植瘤模型进一步显示;GL粉末促进了BMP9介导的体内异位成骨作用。综上;GL 材料能够促进 BMP9 介导的干细胞成骨分化作用;为骨组织工程的应用与发展提供了新的途径。